黑马程序员——Java学习笔记之⑨——“交通灯管理系统”

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1、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。

示例①：人在黑板上画圆

分析：画圆这个功能是圆所具有的特有功能，即“圆”拥有“画圆”这个功能。

示例②：列车司机紧急刹车

分析：刹车时列车的功能，司机要刹车的话只是对车下达一定的信号，比如踩刹车。司机刹车时不用关心列车是怎么刹车的，只需要使用列车的刹车功能就行。

示例③：人把门关上

分析：关门这个动作是门所具有的功能，人只是推了门一把，具体门怎么绕着门轴关上的这种关门动作，是由门自己实现的。

示例④：用面向对象的方式设计“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”这样的情景

分析：石头做成石刀后，石头会消失，所以肯定不能把石头作为数据的拥有者，对外提供操作方法。而石头变成了石刀，则想到用工厂加工事物的例子，即建立石刀加工厂，工厂得到石头，加工出石刀，即“StoneKnife = KnifeFactory.createKnife(Stone)”。然后，石刀有砍树功能，得到了木材，可以设计为“wood = StoneKnife.cut(tree)”，最后木材做成椅子，同理可以设计为“chair = ChairFactory.makechair(wood)”。

示例⑤：用面向对象的方式设计“小球从绳子的一段移动到另一端”这样的情景

分析：具体对象有两个：小球和绳子。小球有移动功能，而具体怎么移动，则要看绳子（沿着绳子的方向移动），所以要定义一个绳子对象，并明确它的方向，好让小球按照绳子的方向移动。模拟代码如下：

2、需求说明：

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。

3、需求分析：

①首先按照需求说明，画图（这里借鉴张孝祥老师的图啦 嘿嘿）。

②观察行车路线图可知，一共有12条行车路线。从日常生活常识得到了这样一个规律：当有车从南往北穿行时，同时和它相对的从北往南的行车路线上也可以有车穿行。同理，可一共得到4对相对路线：从南往北<-->从北往南，从南往西<-->从北往东，从东往南<-->从西往北，从东往西<-->从西往东。这里因为右转车辆是不受交通灯限制的，所以不在考虑范围之内。

③经过分析，我们想到，可以为这12条路线的每条路线上安装一个交通灯，来控制车流。而经过②中的分析，只要按顺序切换上述四组路线中的每组的任意一条路线的交通灯（相对应路线上的灯随着对应它的路线上的交通灯的改变而改变）即可完成全部的管控工作。对于右转的车辆，可以将其交通灯一直设置为绿灯，来模拟这四条路线上的车流不受管控的情况。

④基本逻辑梳理清晰后，接下来进行具体对象的属性和功能设计。

首先，每条路线上车辆的增加是随机的，不受交通灯状态的影响，即每隔一个随机的时间，路上就增加一辆车。

其次，车辆的减少是根据这条路线上交通灯的状态来决定的。如果为绿灯，每秒减少一辆车，代表该辆车穿过了十字路口）。

再次，每条路线每隔一秒都要检查该路线所对应的交通灯的状态，如果为绿灯继续减少车辆，如果为红灯，则停止减少车辆。

最后，经过上述分析，我们只需要控制四组灯的变化，就可以完成整个12条路线的车流管理工作，所以，最好的情况是让这四组灯都有轮流变为绿灯的机会，即可以自定义这四组等轮流变绿灯的顺序，所以定义灯的属性时，不仅要定义每个灯随着这个灯的变化而变化的那个灯，还要设置这个灯变红灯后下一个要变绿灯的那个灯，最后还要设置一个属性用来标识该交通灯是否处于绿灯状态，方便该路线上的车流管控。

4、设计思路与代码实现：

①定义路线Road的属性及其功能：

②定义交通灯

③定义交通灯管理器，用来统一管理12条路线上对应的交通灯的状态变化。

④建立主类，创建12条路线，并启动交通灯管理器开始调度路线上的车流。

总结：

1、在这个题目中，接触到了新的线程建立的方法，相当的高效。

2,、其次，我认为，这个代码中还有一些可以琢磨的细节，比如代码中变量的标识符以及方法名起的不利于阅读，比如，交通灯的状态就绿灯跟红灯两种，虽然灯的状态标识符可以为boolean，但是标识符可以设计为：isGreen； 灯变绿，可以设计为：Red2Green；灯变红可以设计为：Green2Red；灯的变绿变红，用lighted，blackOut来标识，明显有一定的阅读障碍；等等还有一些地方可以根据题目中的需求起相应的变量名，这样更有利于阅读和后期的代码完善。

3、还有定义Road类时，感觉用LinkedList集合好一些，一方面，LinkedList集合增删元素比ArrayList集合快速高效，另一方面，LinkedList集合的元素增删更贴近于实际情况，例如：车开到某条路上，总是排在了末尾；车离开路上，总是从车队的队首开出。显然这是个先进先出的队列，所以用LinkedList集合要好一些。

4、还有，个人觉得这个题目中的交通灯控制器应该设计成单例，因为交通灯管理器只应该有一个。

5、最后，我也感觉我从这个题目中获益匪浅，尤其是只看书根本看不到的解决问题的思维和编程思想。

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