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  •  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...

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    package cn.itcast_Trafficlamp;


    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;
     /* 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。

      视频 1—6为分析

      视频7—11为代码设计

      路的分析:增加车辆和减少车辆的方法,做线程使用JDK1.5的新技术:线程池   

      定时器的使用,集合中泛型的使用;

      灯的分析:用到枚举技术

      灯控制器:控制灯的变化情况

      里面需要注意的几个重点:

      1、             注意面向对象的设计

      a)        两块石头磨成石刀,石刀砍树、树做成椅子……

      (Knife KnifeFactory(Stone first,Stone second))

      2、            Lamp枚举类的设计------传入oppsite、next、lighted的设计

      3、             灯亮和熄灭的设计

      重点代码实现:

      路的设计:*/


        public class Trafficlamp {

            List<String> vehicles=new ArrayList<String>();

        private String name=null;

        public Trafficlamp(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);

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

                vehicles.add(Road.this.name+"_"+i);  

            }     
      }

    });    

            ScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1);

                timer.scheduleAtFixedRate(

                        new Runnable(){

        public void run(){

            if(vehicles.size()>0){

        Boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name)((Object) Lamp.valueOf(Road.this.name)).isLighted();

            if(lighted){

                System.out.println(vehicles.remove(0)+"   is travelling!");

                }

            }

        }

    },

        1,
        1,

    TimeUnit.SECONDS);

        }

    }
    //灯的设计:

    package cn.ticast.Trafficlamp;

    public enum Lamp {

        S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),

        N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),

        S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);

        private String oppsite;

        private String next;

        private boolean lighted;

        private Lamp(String oppsite,String next,boolean lighted){

            this.oppsite=oppsite;

            this.next=next;    

            this.lighted=lighted;
        }
        public boolean isLighted(){

            returnlighted;
        }
            
        public void light(){

            this.lighted=true;

            if(oppsite!=null){

                Lamp.valueOf(oppsite).lighted=true;

            }

            System.out.println(this.name()+"lamp is green,下面会有6个方向能够看到车");
    }

    public void blackOut(){

        this.lighted=false;

        if(oppsite!=null){

            Lamp.valueOf(oppsite).lighted=false;

        }

        Lamp nextLamp=null;

        if(next!=null){

            nextLamp=Lamp.valueOf(next);

            System.out.println("绿灯从"+name()+"-->切换为"+next);

                    nextLamp.light();
                }
            }
      }

      //灯控制器的设计:

    package com.isoftstone.interview;

    import java.util.concurrent.Executors;

    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

    import java.util.concurrent.TimeUnit;

        public class LampController {

            public Lamp currentLamp;

            public LampController(){

                currentLamp=Lamp.S2N;

                currentLamp.light();

                ScheduledExecutorService pool=Executors.newScheduledThreadPool(1);

                pool.scheduleAtFixedRate(

                        new Runnable(){

                            publicvoid run(){

                                currentLamp.blackOut();
                            }

                        },

                10,

                10,

                TimeUnit.SECONDS);
            }
    }

      //主类的设计:

    package cn.itcast_HomeWork;

    public class MainClass {

    public staticvoid main(String[] args){

    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();
          }
        }
    }


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    展开全文
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    Java编程知识总结—交通灯分析


    交通灯管理系统需求分析:


    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。


     


    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12Road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


    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。


    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)。


    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


    importjava.util.ArrayList; 


    import java.util.List; 


    importjava.util.Random; 


    importjava.util.concurrent.ExecutorService; 


    importjava.util.concurrent.Executors; 


    importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService; 


    importjava.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12Road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 = newArrayList<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(inti=1;i<1000;i++){ 


                       try { 


                           Thread.sleep((newRandom().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


     


    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S2NS2WE2WE2N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:lightblackOut,对于S2NS2WE2WE2N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S2NS2WE2WE2N这四个方向上的Lamp对象之外,其他方向上的Lamp对象的nextLampNameoppositeLampName属性设置为null即可,并且S2NS2WE2WE2N这四个方向上的Lamp对象的nextLampNameoppositeLampName属性必须设置为null,以便防止lightblackOut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12Lamp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,Stringnext,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() + " lampis 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


     


    importjava.util.concurrent.Executors; 


    importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService; 


    importjava.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


     


    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 = newString[]{ 


                   "S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"      


           }; 


           for(inti=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 isgreen-----有六个方向的车经过 


    S2N 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-------->切换为S2W 


    N2E lamp is green-----有六个方向的车经过 


    S2W lamp is green-----有六个方向的车经过 


    W2S_1 is traversing ! 


    S2E_2 is traversing ! 


    N2W_2 is traversing ! 


    S2W_1 is traversing ! 


    W2S_2 is traversing ! 


    N2E_1 is traversing ! 


    N2E_2 is traversing ! 


    N2E_3 is traversing ! 


    S2W_2 is traversing ! 


    W2S_3 is traversing ! 


    E2N_2 is traversing ! 


    S2E_3 is traversing ! 


    E2N_3 is traversing ! 


    S2E_4 is traversing ! 


    开始跑吧 


    绿灯从S2W-------->切换为E2W 


    W2E lamp is green-----有六个方向的车经过 


    E2W 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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    class  
    {
    	public static void main(String[] args) 
    	{
    /*
    *基础知识 :
    关于java5的开启新线程的方法
    如张老师所说:记得Executors 就好了
    ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
    pool.execute(new Runnable({});
    自己的理解: Executors 是一个工具类 调用 newSingleThreadExecutor 
    是返回一个新的单线程但是这个线程是没有被具体定义。
    ExecutorService 是一个接口 查看方法 有一个execute 方法 要求传入Runnable的接口对象
    故复写run方法定义线程 并执行 
    下面的定时器也可以这么理解
    
    
    */
    /*基础知识 :
    设置定时器的相关代码:
    ScheduleExecutorService timer=  Executors.newScheduledThreadPool(1);
    timer.ScheduleAtFixedrate(Runnable target,delay,period,type_of_time)
    delay: 第一次执行前的延迟;
    period : 每次执行间隔
    tupe_of_time : 前两种时间的类型 具体的为TimeUnit.操作。
    */
    		//每隔一秒检查对应的灯是否为绿,是则放行一辆车		
    		ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);
    		timer.scheduleAtFixedRate(
    				new Runnable(){
    					public void run(){
    						if(vechicles.size()>0){
    							 lighted = true;//先暂时设置为true,应该是判断当前灯的状态。
    							if(lighted){
    								System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !");
    							}
    						}
    						
    					}
    				},
    				1,
    				1,
    				TimeUnit.SECONDS);
    
    
    	}
    }
    

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