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黑马程序员___交通灯管理系统

时间:2014-06-06 13:27:10      阅读:234      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:android   c   style   class   java   a   

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交通灯管理系统的项目需求
 异步随机生成按照各个路线行驶的车辆。
例如:
       由南向而来去往北向的车辆 ---- 直行车辆
       由西向而来去往南向的车辆 ---- 右转车辆
       由东向而来去往南向的车辆 ---- 左转车辆
       。。。
 信号灯忽略黄灯,只考虑红灯和绿灯。
 应考虑左转车辆控制信号灯,右转车辆不受信号灯控制。
 具体信号灯控制逻辑与现实生活中普通交通灯控制逻辑相同,不考虑特殊情况下的控制逻辑。
注:南北向车辆与东西向车辆交替放行,同方向等待车辆应先放行直行车辆而后放行左转车辆。
 每辆车通过路口时间为1秒(提示:可通过线程Sleep的方式模拟)。
 随机生成车辆时间间隔以及红绿灯交换时间间隔自定,可以设置。
 不要求实现GUI,只考虑系统逻辑实现,可通过Log方式展现程序运行结果。
 
一、面向对象的分析与设计
 
1、每条路线上都会出现多辆车,路线上要随机增加新的车,在灯绿期间还要每秒钟减少一辆车。
设计一个Road类来表示路线,每个Road对象代表一条路线,总共有12条路线,即系统中总共要产生12个Road实例对象。
每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存。
每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为绿,是则将本路线保存车的集合中的第一辆车移除,即表示车穿过了路口。
每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为绿,一个灯由绿变红时,应该将下一个方向的灯变绿。
2、设计一个Lamp类来表示一个交通灯,每个交通灯都维护一个状态:亮(绿)或不亮(红),每个交通灯要有变亮和变黑的方法,并且能返回自己的亮黑状态。
总共有12条路线,所以,系统中总共要产生12个交通灯。右拐弯的路线本来不受灯的控制,但是为了让程序采用统一的处理方式,故假设出有四个右拐弯的灯,只是这些灯为常亮状态,即永远不变黑。
3、除了右拐弯方向的其他8条路线的灯,它们是两两成对的,可以归为4组,所以,在编程处理时,只要从这4组中各取出一个灯,对这4个灯依次轮询变亮,与这4个灯方向对应的灯则随之一同变化,因此Lamp类中要有一个变量来记住自己相反方向的灯,在一个Lamp对象的变亮和变黑方法中,将对应方向的灯也变亮和变黑。每个灯变黑时,都伴随者下一个灯的变亮,Lamp类中还用一个变量来记住自己的下一个灯。
4、无论在程序的什么地方去获得某个方向的灯时,每次获得的都是同一个实例对象,所以Lamp类改用枚举来做显然具有很大的方便性,永远都只有代表12个方向的灯的实例对象。
设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红。

Road类 每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向,有一个vehicles成员变量来代表方向上的车辆集合。 在Road对象的构造方法中启动一个线程每隔一个随机的时间向vehicles集合中增加一辆车(用一个“路线名_id”形式的字符串进行表示)。 在Road对象的构造方法中启动一个定时器,每隔一秒检查该方向上的灯是否为绿,是则打印车辆集合和将集合中的第一辆车移除掉 import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Random; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * 每个Road对象代表一条路线,总共有12条路线,即系统中总共要产生12个Road实例对象。 * 每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存。 * 每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为绿,是则将本路线保存车的集合中的第一辆车移除,即表示车穿过了路口。 * @author 张孝祥 www.it315.org * */ public class Road { private List<String> vechicles = new ArrayList<String>(); private String name =null; /*在这个构造函数中,传回哪个方向的车, 先开启一个线程池用于产生车辆,一个定时器用于观察交通灯状态*/ public Road(String name){ this.name = name; //模拟车辆不断随机上路的过程 //使用线程池,通过产生单个线程的方法,创建一个线程池 ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();   // pool.execute(new Runnable(){ public void run(){ for(int i=1;i<1000;i++){ try { Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } vechicles.add(Road.this.name + "_" + i); } } }); //每隔一秒检查对应的灯是否为绿,是则放行一辆车    //产生一个单线程,创建定时器 ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate( new Runnable(){ public void run(){    //判断路上是否有车,有则进行相应的操作 if(vechicles.size()>0){ boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted(); //每隔1秒让车通行,通行前要先判断灯是否亮,亮了才能通行,即从集合中移除 if(lighted){ System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !"); } } } }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); } }

 

Lamp类

系统中有12个方向上的灯,在程序的其他地方要根据灯的名称就可以获得对应的灯的实例对象,综合这些因素,将Lamp类用java5中的枚举形式定义更为简单。
1、每个Lamp对象中的亮黑状态用lighted变量表示,选用S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象依次轮询变亮,Lamp对象中还要有一个oppositeLampName变量来表示它们相反方向的灯,再用一个nextLampName变量来表示此灯变亮后的下一个变亮的灯。这三个变量用构造方法的形式进行赋值,因为枚举元素必须在定义之后引用,所以无法再构造方法中彼此相互引用,所以,相反方向和下一个方向的灯用字符串形式表示。 
2、增加让Lamp变亮和变黑的方法:light和blackOut,对于S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象,这两个方法内部要让相反方向的灯随之变亮和变黑,blackOut方法还要让下一个灯变亮。
3、除了S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象之外,其他方向上的Lamp对象的nextLampName和oppositeLampName属性设置为null即可,并且S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象的nextLampName和oppositeLampName属性必须设置为null,以便防止light和blackOut进入死循环。

代码:
/**  
 * 每个Lamp元素代表一个方向上的灯,总共有12个方向,所有总共有12个Lamp元素。  
 * 有如下一些方向上的灯,每两个形成一组,一组灯同时变绿或变红,所以,  
 * 程序代码只需要控制每组灯中的一个灯即可:  
 * s2n,n2s      
 * s2w,n2e  
 * e2w,w2e  
 * e2s,w2n  
 * s2e,n2w  
 * e2n,w2s  
 * 上面最后两行的灯是虚拟的,由于从南向东和从西向北、以及它们的对应方向不受红绿灯的控制,  
 * 所以,可以假想它们总是绿灯。  
 * @author 张孝祥 www.it315.org  
 *  
 */  
/**/  
  
public enum Lamp {  
    /*每个枚举元素各表示一个方向的控制灯*/     
    S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),  
    /*下面元素表示与上面的元素的相反方向的灯,它们的“相反方向灯”和“下一个灯”应忽略不计!*/  
    N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),  
    /*由南向东和由西向北等右拐弯的灯不受红绿灯的控制,所以,可以假想它们总是绿灯*/  
    S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);  
      
    private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){  
        this.opposite = opposite;  
        this.next = next;  
        this.lighted = lighted;  
    }  
  
  
    /*当前灯是否为绿*/   
    private boolean lighted;  
    /*与当前灯同时为绿的对应方向*/     
    private String opposite;  
    /*当前灯变红时下一个变绿的灯*/     
    private String next;  
    //灯的判断是否亮的方法  
    public boolean isLighted(){  
        return lighted;  
    }  
      
    /**让这个方向的等亮起来  
     * 某个灯变绿时,它对应方向的灯也要变绿  
     */   
    public void light(){  
        this.lighted = true;  
        if(opposite != null){  
            Lamp.valueOf(opposite).light();  
        }  
        System.out.println(name() + " lamp is green,下面总共应该有6个方向能看到汽车穿过!");  
          
    }  
      
    /**  
     * 某个灯变红时,对应方向的灯也要变红,并且下一个方向的灯要变绿  
     * @return 下一个要变绿的灯  
     */   
    public Lamp blackOut(){  
        this.lighted = false;  
        if(opposite != null){  
            Lamp.valueOf(opposite).blackOut();  
        }         
          
        Lamp nextLamp= null;  
        if(next != null){  
   //当前灯变绿了,让对应的灯也变绿  
            nextLamp = Lamp.valueOf(next);  
            System.out.println("绿灯从" + name() + "-------->切换为" + next);            
            nextLamp.light();  
        }  
        return nextLamp;  
    }  
}  

 

LampController类

import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  
public class LampController {  
    private Lamp currentLamp;  
      
    public LampController(){  
        //刚开始让由南向北的灯变绿;       
        currentLamp = Lamp.S2N;  
        currentLamp.light();  
          
        /*每隔10秒将当前绿灯变为红灯,并让下一个方向的灯变绿*/        
        ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);  
        timer.scheduleAtFixedRate(  
                new Runnable(){  
                    public  void run(){  
                        System.out.println("来啊");  
                        currentLamp = currentLamp.blackOut();  
                }  
                },  
                10,  
                10,  
                TimeUnit.SECONDS);  
    }  



MainClass类

1、用for循环创建出代表12条路线的对象。
2、接着再获得LampController对象并调用其start方法。

public class MainClass {  
  
    /**  
     * @param args  
     */  
    public static void main(String[] args) {  
          
        /*产生12个方向的路线*/        
        String [] directions = new String[]{  
                "S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"       
        };  
        for(int i=0;i<directions.length;i++){  
            new Road(directions[i]);  
        }  
          
        /*产生整个交通灯系统*/         
        new LampController();  
    }  
  
}  


打印结果:/*N2S lamp is green有六个方向的车经过  
N2S_1 is traversing !  
S2N_1 is traversing !  
N2W_1 is traversing !  
S2N_2 is traversing !  
E2N_1 is traversing !  
S2E_1 is traversing !  
S2N_3 is traversing !  
N2S_2 is traversing !  
S2N_4 is traversing !  
开始跑吧  
绿灯从S2N有六个方向的车经过  
S2W lamp is green>切换为E2W  
W2E lamp is green有六个方向的车经过  
E2W_1 is traversing !  
N2W_3 is traversing !  
E2W_2 is traversing !  
W2E_1 is traversing !  
E2W_3 is traversing !  
W2E_2 is traversing !  
W2S_4 is traversing !  
E2W_4 is traversing !  
N2W_4 is traversing !  
W2E_3 is traversing !  
S2E_5 is traversing !  
E2N_4 is traversing !  
E2W_5 is traversing !  
W2S_5 is traversing !  
N2W_5 is traversing !  
W2E_4 is traversing !  
*/  

 

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黑马程序员___交通灯管理系统

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