• 交通灯管理系统


    模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑,具体需求如下:

    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。

    clip_image001

    交通管理逻辑示意图

    分析:

    对象:路,车,红绿灯,红绿灯控制器

    车自身不需要方法;

    红绿灯(Lamp):

    1.包含红灯和绿灯,由控制器(lampController)来控制变化;

    2.红绿灯控制了12个方向的行驶其中右拐的总是能够通行的,不受红灯制约

    (南->北,南->西,东->西,东->南,

    北->南,北->东,西->东,西->北,

    南->东,东->北,北->西,西->南)

    (S2N,S2W,E2W,E2S,

    N2S,N2E,W2E,W2N,

    S2E,E2N,N2W,W2S)

    红绿灯的数量不变,使用枚举;

    3.由于灯需要点亮(绿灯亮)或者熄灭(红灯亮),故应需要点亮方法(ligth)和熄灭方法(blackOut);

    light方法,灯的状态使用ligthed来标识;需要控制灯的点亮,控制自身的同时也要控制对面的灯(相反方向的红绿灯状态一致,所以相对的方向只需要一个控制方法),所以需要一个opposite来控制;blackOut方法同上;需要控制下一个方向灯的变化,需要next来控制;

    需要判断当前灯的状态,才能决定下一步的动作,所以需要状态的判断方法(isLight);

    4.红绿灯控制器(lampController)

    需要指定当前灯的状态,需要一个Lamp对象来控制;

    定时改变灯的状态,需要定时器来控制变化频率;

    路(Road):

    路上有车辆,需要存储车辆的容器,使用ArrayList;

    需要产生车辆的方法,在构造函数中实现;

    需要定时检查路上是否有车,有车并且是绿灯,则通行,从容器中移除该车辆,并输出结果。

    package com.isoftstone.interview.traffic;
    
    public enum Lamp {
    	S2N("N2S", "S2W", false), S2W("N2E", "E2W", false), E2W("W2E", "E2S", false), E2S(
    			"W2N", "S2N", false), // 枚举对象是先定义后使用,如果传入的是未定义的对象的话会报错
    	N2S(null, null, false), N2E(null, null, false), W2E(null, null, false), W2N(
    			null, null, false), // 所以这里采用的方法是传入字符串
    	S2E(null, null, true), E2N(null, null, true), N2W(null, null, true), W2S(
    			null, null, true);// 右拐是不受交通灯控制的,这里设置为右拐的灯总是绿灯
    
    	private Lamp() {
    	}
    
    	private Lamp(String opposite, String next, boolean lighted) {// 传入的分别是当前灯,下一个灯,当前灯的状态
    		this.opposite = opposite;
    		this.next = next;
    		this.lighted = lighted;
    	}
    
    	private boolean lighted;
    	private String opposite;// 定义对面同一组的灯(同时明灭)
    	private String next;// 下一个灯(当前灯之后变化的灯)
    
    	public boolean isLighted() {
    		return lighted;
    	}
    
    	public void light() {// 灯亮
    		this.lighted = true;
    		if (opposite != null) {
    			// opposite.light();// 同时明灭
    			// 由于传入的不是对象,而是字符串,因此使用如下方法来改变灯的状态
    			Lamp.valueOf(opposite).light();// 同时明灭
    		}
    		System.out.println(name()+" lamp is green,下面总共可以看到6个方向的灯穿过");
    	}
    
    	public Lamp blackOut() {
    		this.lighted = false;// 灯灭
    		if (opposite != null) {
    			Lamp.valueOf(opposite).blackOut();// 同时明灭
    		}
    		Lamp nextLamp=null;
    		if (next != null) {// 判断下一个灯的状态
    			nextLamp= Lamp.valueOf(next);
    			System.out.println("绿灯从"+name()+"----->切换为"+next);
    			nextLamp.light();// 下一个灯变绿
    		}
    		return nextLamp;//返回下一个要变绿的灯,供LampController调用
    	}
    }
    
    package com.isoftstone.interview.traffic;
    
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class LampController {
    	private Lamp currentLamp;
    
    	public LampController() {
    		currentLamp = Lamp.S2N;// 指定当前的灯
    		currentLamp.light();// 设定当前灯的状态为绿灯
    
    		ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
    		timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {// 定时器
    					public void run() {
    						System.out.println("即将改变");
    						currentLamp = currentLamp.blackOut();//控制灯变灭,且把当前灯指向下一个灯
    					}
    				}, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);
    	}
    }
    
    package com.isoftstone.interview.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 {
    	List<String> vechicles = new ArrayList<String>();
    
    	private String name = null;
    
    	public Road(String name) {
    		this.name = name;
    
    		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);// 产生车的间隔为1-10秒
    					} catch (InterruptedException e) {
    						e.printStackTrace();
    					}
    					vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);// 访问外部类的成员变量
    				}
    			}
    		});
    
    		ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);// 定时器
    		timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
    			public void run() {
    				if (vechicles.size() > 0) {// 检查是否有车
    					boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();//获取当前灯的状态
    					if (lighted) {// 如果灯是绿的,此处不需要ligthed==true,因为lighted本身就是boolean类型
    						System.out.println(vechicles.remove(0)+" is traversing!");
    						//vechicles.remove(0),移除第一个元素,返回的是集合中的元素
    					}
    
    				}
    			}
    		}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);// 固定频率调用,这里是1秒
    
    	}
    }
    
    package com.isoftstone.interview.traffic;
    
    public class MainClass {
    
    	/**
    	 * @param args
    	 */
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		// S2N,S2W,E2W,E2S,N2S,N2E,W2E,W2N,S2E,E2N,N2W,W2S
    		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]);
    		}
    
    		new LampController();//产生对象,灯的状态就会改变
    	}
    }
    

    -------------------------------------------------------------------------------

    面向对象设计把握一个重要的经验:谁拥有数据,谁就对外提供操作这些数据的方法

    再牢牢掌握几个典型的案例就可以了:

    人在黑板上画圆,列车司机紧急刹车,售货员统计收获小票的金额,你把门关上了等。

    person,blackboard,circle
    
     draw(){//圆心在圆内,所以画圆的方法就交给圆
    
       x,yàradius;
    
     }
    
    

    “两块石头磨成一把石刀,石刀可以砍树,砍成木材,木材做成椅子”

    /*

     * 石头-->(通过KnifeFactory)-->石刀
    
     * 树-->(通过StoneKnife的cut方法)-->木材-->(ChairFactory的makeChair方法)-->椅子
    
     */
    
    StoneKnife = KnifeFactory.createKnife(Stone first,Stone second);//KnifeFactory具有制作石刀的方法(createKnife),两块石头磨成石刀
    
    material = StoneKnife.cut(tree);//石刀具有砍树的方法
    
    Chair chair = ChairFactory.makeChair(material);//ChairFactory具有制作椅子的方法makeChair

    “球从一根绳子的一段移动到了另一端”

    class Rope {
    
     private Point start;
    
     private Point end;
    
    
    
     public Rope(Point start, Point end) {
    
     this.start = start;
    
     this.end=end;
    
        }
    
     public Point nextPoint(Point currentPoint){
    
     /*
    
            * 通过两点一线的数学公式可以计算出当前点的下一个点,
    
            * 这个细节不属于设计阶段要考虑的问题。
    
            * 如果当前点是终止点,则返回null;如果当前点不是线上的店,则抛出异常。
    
            */
    
        }
    
     }
    
     class Ball{
    
     private Rope rope;
    
     private Point currentPoint;
    
     public Ball(Rope rope,startPoint){
    
     this.rope=rope;
    
     this.currentPoint=startPoint;
    
        }
    
     public void move(){
    
           currentPoint=rope.nextPoint(currentPoint);
    
           System.out.println("小球移动到了"+currentPoint);
    
        }
    
     }
    
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