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：
Ø 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
。。。
Ø 信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。
Ø 应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。
Ø 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。
Ø 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）。
Ø 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。
Ø 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。
思路分析：
l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。
Ø 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。 Ø 每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。 Ø 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。 l 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。 Ø 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。 Ø 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。 Ø 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。 Ø 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。 Ø 设计一个 LampController 类，它定时让当前的绿灯变红。 代码模块 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。 l 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）。 l 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 public class Road { private List<String> vechicles= new ArrayList<String>(); private String name=null; public Road(String name){ this.name=name; ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor();//产生一个线程池 pool.execute( new Runnable(){ public void run(){ for(int i=0;i<1000;i++){ try { Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);//1-10秒随机 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } vechicles.add(Road.this.name+"_"+i);//Road.this.name: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){ Boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted(); if(lighted){ System.out.println(vechicles.remove(0)+"is traversing !"); //vechicles.remove(0)返回的是移除的值 } } } }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); } } 交通灯Lamp类 l 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。 l 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。 l 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。 l 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。 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 Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){//枚举构造方法必须是private类型； this.opposite=opposite; this.next=next; this.lighted=lighted; } private Lamp(){ } private boolean lighted; private String opposite; private String next; public boolean isLighted(){ return lighted; } public void light(){ this.lighted=true; if(opposite !=null){ Lamp.valueOf(opposite).light(); } System.out.println(name()+"Lamp is green,下面共应该有6个方向能看到汽车穿过"); } 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();//枚举静态方法valueof 传进对象名，返回对象 } return nextLamp; } } 交通灯控制系统LampController类 l 整个系统中只能有一套交通灯控制系统，所以，LampController类最好是设计成单例。 l LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。 l LampController对象的start方法中将当前灯变绿，然后启动一个定时器，每隔10秒将当前灯变 红和将下一个灯变绿。 public class LampController { // private static final TimeUnit TimeUnit.SECONDS = null; private Lamp currentlamp; public LampController(){ currentlamp= Lamp.S2N; currentlamp.light(); ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate( new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("来啦"); currentlamp= currentlamp.blackOut(); } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS); } } MainClass类 l 用for循环创建出代表12条路线的对象。 l 接着再获得LampController对象并调用其start方法。 public class MainClass { public static void 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(); } } 运行结果： 来啦 绿灯从S2N------>>切换为S2W N2ELamp is green,下面共应该有6个方向能看到汽车穿过 S2WLamp is green,下面共应该有6个方向能看到汽车穿过 S2W_0is traversing ! N2E_0is traversing ! S2W_1is traversing ! N2E_1is traversing ! N2W_1is traversing ! S2W_2is traversing ! W2S_1is traversing ! E2N_2is traversing ! S2W_3is traversing ! E2N_3is traversing ! S2W_4is traversing ! N2W_2is traversing ! S2E_2is traversing ! N2E_2is traversing ! N2W_3is traversing ! 学习总结 跟着张老师的思路，一步一步跟着视频把代码敲出来，代码本身基本都能理解，感觉这个设计模式太难了，如果自己设计，根本无从下手，如果能有这个设计思路，真的还有很长的一段路要走，通过这个系统，对Executors类有了初步的认识，通过这个类产生线程池和设置定时器真是非常简洁方便； Executors产生线程： ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor();//产生一个线程池 pool.execute( new Runnable(){ public void run(){ for(int i=0;i<1000;i++){ try { Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);//1-10秒随机 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } vechicles.add(Road.this.name+"_"+i);//Road.this.name:访问外部类的成员变量 } } }); 定时器： ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1);//定时器 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 !"); //vechicles.remove(0)返回的是移除的值 } } } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);
