黑马程序员----交通灯管理系统

长平狐 发布于 2013/07/01 15:31
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十字路口红绿灯通行示意图


 通过上图可以看出,车到十字路口有三个选择:笔直向前、右拐弯、左拐弯,那么总共有3*4=12条路线。

分别是:

E2W(东往西),E2N(东往北),E2S(东往南);

S2N(南往北),S2E(南往东),S2W(南往西);

W2E(西往东),W2S(西往南),W2N(西往北);

N2S(北往南),N2W(北往西),N2E(北往东) ;

分析

1)   路与交通灯的对应情况

因为右拐弯不受红绿灯影响,那么右转弯的4条路线的控制灯可以假设成为常绿状态。此外,其他的8条路线是成对出现,只是方向不同,可以分为4组,所以,交通灯调度只考虑图中标注了数字的4条路线控制灯的切换顺序,这4条路线相反方向的控制灯跟随这4条路线切换,不必额外考虑。

2)    ★ 异步随机生成按照各个路线行驶的车辆:

由东向而来去往西向的车辆-------直行车辆;

由东向而来去往北向的车辆-------右转车辆;

由东向而来去往南向的车辆-------左转车辆;

由南向而来去往北向的车辆-------直行车辆;

由南向而来去往东向的车辆-------右转车辆;

由南向而来去往西向的车辆-------左转车辆;

由西向而来去往东向的车辆-------直行车辆;

由西向而来去往南向的车辆-------右转车辆;

由西向而来去往北向的车辆-------左转车辆;

由北向而来去往南向的车辆-------直行车辆;

由北向而来去往西向的车辆-------右转车辆;

由北向而来去往东向的车辆-------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()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。

3)   运用J2SE的集合、枚举和多线程知识确定程序中的主干类

①   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的车,增加到一个集合中存放。每条路线每秒都要槛车控制本线路的交通灯是否为绿,是则将本路线集合中的第一辆车remove掉,表示顺利通过十字路口。)

②   Lamp类: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   LampController类:它定时让当前的绿灯变红。

④   MainClass类: 程序的入口

4)   编写具体的程序来模拟交通灯调度

1)     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;

package com.mywork.traffic;

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;
public class Road {
	//以String类型的变量模拟随机生成的车,并存储在集合vechicles
	private List<String>vechicles = new ArrayList<String>();
	private String name = null;
	//创建Road构造方法,
	public Road(String name) {
		this.name = name;
		// 模拟车辆不断随机上路的过程
		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);
				}
			}
		});

		// 每隔一秒钟检查本路线的灯是否为绿,是则放行一辆车(remove集合中的第一辆车)
		ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
		timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
			public void run() {
				if (vechicles.size() > 0) {
					boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
					if (lighted) {
						System.out.println(vechicles.remove(0)
								+ " is traversing !");
					}
				}
			}

		},1,1,TimeUnit.SECONDS);

	}

}


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),每个交通灯都有变亮和变黑的方法,并且能返回自己的亮黑状态;

package com.mywork.traffic;

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);
	//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;
	private Lamp(String opposite, String next, boolean lighted) {
		this.opposite = opposite;
		this.next = next;
		this.lighted = lighted;
	}
	public boolean isLighted() {
		return lighted;
	}
    //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
	public Lamp blackOut() {
		this.lighted = false;
		if (opposite != null) {
			Lamp.valueOf(opposite).blackOut();
		}
		Lamp nextLamp = null;
		if (next != null) {
			nextLamp = Lamp.valueOf(next);
			System.out.println("绿灯从" + name() + "-------->切换为" + next);
			nextLamp.light();
		}
		return nextLamp;
	}
}


3)     设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红:

package com.mywork.traffic;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
class LampController {
	private Lamp currentLamp;
	public LampController() {
		// 初始化: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("可以通过");
				currentLamp = currentLamp.blackOut();
			}
			//每隔10秒将当前灯变红和将下一个灯变绿 
		},10,10,TimeUnit.SECONDS);

	}
}


4)     设计一个MainClass类来对当前程序进行测试:

package com.mywork.traffic;

public class MainClass {
	public static void main(String[] args) {
		// 用for循环创建出代表12条路线的方向对象
		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]);
		}
		// 获得LampController对象并调用其start方法,产生整个交通灯系统
		new LampController();
	}
}





原文链接:http://blog.csdn.net/voiceofnet/article/details/7283363
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