【Python】类的组合案例（模拟街道红绿灯）

一，红绿灯揭示板案例思路

1. 创建Traffic_light红绿灯类
(1)静态属性 ：
<1> 绿灯时间，<2> 黄灯时间 , <3> 红灯时间， <4> 两块显示时间的电子屏

(2)动态属性
<1> 输入红黄绿时间函数（静态函数），<2> 红黄绿时间倒计时函数 ，
<3> 构造电子屏数字的显示函数，<4> 显示两块电子屏绑定两位数的显示函数
<5> 实例化对象展示电子屏函数

2. 电子屏类的创建(Light): 
python中没有数组，因此自己创建函数把获取到的值存放到数组中
（存放内容: 20行，10列的布尔值）

3. input_time(color:str)函数的创建
<1>  导入colorama包并初始化实现windows命令行下颜色字体打印效果
<2>  输入红黄绿时间的字体成对应的颜色
<3>  通过colorama类方法实现输入的红黄绿时间为对应的颜色展示
<4>  对输入的数字进行校验（必须为1-99之间的正数。因为一块电子屏只记录一位数字）
<5>  返回相应的值

4. Countdown数字倒计时函数的创建 
<1>  通过while循环让三个灯的状态一直循环持续
<2>  对于红黄绿灯输入的数字进行递减打印流程如下
      #流程: 清屏-->打印完后 -->暂停1秒钟-->清屏 -->数字减一后再打印-->再暂停1秒钟-->清屏-->再数字减一打印
<3> 导入time,os,colorama等需要的包
     
5.build_LED_number函数的创建 
之前创建的电子屏是默认False的状态。分别构造0-9的状态在电子屏中True的状态的显示

6.print_LED函数的创建
两块电子屏，分别显示输入时间的第一位和第二位数字.如果数字为单数则前面用零补齐的方法显示。两块屏并排显示每一位数字，从而展示电子版的效果

7.注意事项：
因为我们用到了os,及colorama类。所以最终效果的展示不是在pycharm中展示。而是在windows的cmd命令行中展示。

原因是因为我们代码中调用了os.system("cls")这个清屏命令。在pycharm中是很难做到清屏的效果。

另外在pycharm中对于电子屏的展示效果也不如windows cmd中展示的效果俱佳。因此运行程序是请在windows命令行中运行。

 

二，红绿灯揭示板代码的呈现

import time
import os
from colorama import init,Fore,Back,Style
#命令行模式字体颜色初始化
init(autoreset=True)

#电子屏类
class Light:
    #构造函数
    def __init__(self):
        self.light = [] #存储行列数组的集合

        #自动初始化
        self.prepare_light()

    def prepare_light(self):
        """
        电子屏的创建
        python中没有数组.因此通过类，函数来创建数组得到一个20行10列的数组
        :return:
        """
        for row in range(20): #20行
            temp = [] # 临时存储每行10个圈
            for col in range(10): #10列
                temp.append(False)  #默认灯都是不亮的因此通过布尔类型的False表示不亮的状态
            #把行列排的200个灯的状态存入到light集合中
            self.light.append(temp)

#红绿灯类
class Traffic_light:
    #构造函数，静态属性
    def __init__(self,green_time,yellow_time,rea_time):
        self.green_time = green_time  #绿灯时间
        self.yellow_time = yellow_time #黄灯时间
        self.red_time = rea_time  #红灯时间

        #通过类的组合调用Light类函数
        self.number01 = Light() #创建第一个电子屏
        self.number02 = Light() #创建第二个电子屏

    #红黄绿等时间倒计时函数
    def countdown(self):
        while True:
            #流程: 清屏-->打印完后 -->暂停1秒钟-->清屏 -->数字减一后再打印-->再暂停1秒钟-->清屏-->再数字减一打印
            for number in range(self.green_time,-1,-1):
                #第一个-1代表取值到0,如果设置0则取值取不到0.第二个-1代表数字减一
                os.system("cls") #清屏
                self.start_display(number,"green") #调用start_display函数传数字及颜色
                time.sleep(1) #停止一秒钟

        # 黄灯倒计时
            for number in range(self.yellow_time,-1,-1):
                os.system("cls") #清屏
                self.start_display(number,"yellow")
                time.sleep(1) #停止一秒钟


        # 红灯倒计时
            for number in range(self.red_time,-1,-1):#第一个-1代表取值到0,如果设置0则取值取不到0.第二个-1代表数字减一
                os.system("cls") #清屏
                self.start_display(number,"red")
                time.sleep(1) #停止一秒钟

    @staticmethod   #静态方法不需要初始化
    def input_time(color:str):
        # 设置全局变量（便于静态方法使用）
        time = ""
        while True:
            if color.lower() in ["green","绿色","绿","绿灯"]:
                print(Fore.GREEN + "请输入绿灯的时间：",end="") #实现打印字体呈现颜色效果
                time = input()
            if color.lower() in ["yellow", "黄色", "黄", "黄灯"]:
                print(Fore.YELLOW + "请输入黄灯的时间：", end="")
                time = input()
            if color.lower() in ["red", "红色", "红", "红灯"]:
                print(Fore.RED + "请输入红灯的时间：", end="")
                time = input()

            #校验输入的是否合规
            if not time.isdigit():
                print("输入的值不符合要求。【要求:必须是1-99之间的正数。】")
                continue
            else:
                time_number = int(time) # 因为time是字符串.拿到数字后转成Int类型再判断
                if time_number < 1 or time_number > 99:
                    print("输入的值不符合要求。【要求:必须是1-99之间的正数。】")
                    continue
                else:
                    return time_number

    def build_LED_number(self,char:str):
        """
        :param char: LED灯数字的构造
        :return: 返回temp_LED这个数组
        """
        temp_LED = Light() #临时创建新的数组

        if char == "0": #构造0
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2: #最上面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17: #最下面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2:#最左边两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7: #最后面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True

        elif char == "1": #构造1
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if col > 7: #最后面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True

        elif char == "2": #构造2
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:  # 最上面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7 and row < 9:  # 最后面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中间两行
                        temp_LED.light[row][col] = True

                    if col < 2 and row >10: #左边列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:  # 最下面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "3": #构造3
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:  # 最上面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7 :  # 最后面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中间两行
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:  # 最下面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "4":  # 构造4
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if col < 2 and row <9:  # 最上面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7:  # 最后面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中间两行
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "5":  # 构造5
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2 and row < 9:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7 and row > 10:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "6":  # 构造6
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7 and row > 10:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "7":  # 构造7
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7:
                        temp_LED.light[row][col] = True


        elif char == "8": #构造8
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2: #最上面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17: #最下面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中间两行
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2:#最左边两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7: #最后面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True

        elif char == "9":  # 构造9
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:  # 最上面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2 and row < 9:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:  # 最下面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中间两行
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7:  # 最后面两列
                        temp_LED.light[row][col] = True

        #返回值
        return temp_LED

    def print_LED(self,color:str):
        for row in range(20):
            #打印第一个数
            for col01 in range(10):
                if self.number01.light[row][col01] == True:
                    if color == "green":
                        print(Fore.GREEN + "●",end="")
                    elif color == "yellow":
                        print(Fore.YELLOW + "●",end="")
                    elif color == "red":
                        print(Fore.RED + "●",end="")
                else:
                    print("  ",end="") # 两个全角空格 注释:○占用的字符相当于两个全角空格的占位
            print("\t",end="")
            #打印第二个数
            for col02 in range(10):
                if self.number02.light[row][col02] == True:
                    if color == "green":
                        print(Fore.GREEN + "●",end="")
                    elif color == "yellow":
                        print(Fore.YELLOW + "●",end="")
                    elif color == "red":
                        print(Fore.RED + "●",end="")
                else:
                    print("  ",end="")
            #换行
            print()

    def start_display(self,number:int,color:str):
        """
        电子屏展示
        :param number:电子屏上展示的数字
        :param color: 电子屏上展示的颜色
        :return:
        """
        number_str = "%02d" % number #传进来的数字2位显示
        self.number01 = self.build_LED_number(number_str[0]) #把数字的第一位给第一个电子屏
        self.number02 = self.build_LED_number(number_str[1]) #把数字的第二位给第二个电子屏

        #在电子屏上显示
        self.print_LED(color)

if __name__ == "__main__":
   green_time = Traffic_light.input_time("绿灯")
   yellow_time = Traffic_light.input_time("黄灯")
   red_time = Traffic_light.input_time("红灯")

   #实例化
   traffic01 = Traffic_light(green_time,yellow_time,red_time)
   traffic01.countdown()