路口交通灯控制的模拟实现

交通灯控制模拟
怎么说呢？是一个不是状态模式的一个状态机，首先，每一个交通灯都有它各自的状态，又由于它的状态仅需模拟红、绿两个状态，不像状态模拟一样，需要针对每个状态设计类，那么仅需要一个枚举就可以了，当然，我们还需要一个枚举来设定控制的方向，或者说是路口的方向。

两个枚举设定

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/// 交通灯颜色 ///

public enum LightState { Green=0, Red=1 } ///

/// 控制的方向 ///

public enum ControlDirection { ///

/// 南北 ///

SN, ///

/// 北南 ///

NS, ///

/// 东西 ///

EW, ///

/// 西东 ///

WE, ///

/// 南西 ///

SW, ///

/// 南东，右转 ///

SE, ///

/// 北东 ///

NE, ///

/// 北西，右转 ///

NW, ///

/// 西南，右转 ///

WS, ///

/// 西北 ///

WN, ///

/// 东北，右转 ///

EN, ///

/// 东南 ///

ES }

 

对于交通灯，需求中需要考虑的是常亮的灯，比如，大部分路口的右转灯；对于所有的灯，都要有一个状态，控制的方向，以及一个改变状态的方法。

 

///

/// 一个交通灯 ///

public class Light { protected LightState state; ///

/// 交通灯当前的颜色状态 ///

public virtual LightState State { get { return state; } set { state = value; } } public virtual void ChangeState() { //忽略黄灯 State = (LightState)Math.Abs((int)State-1); } ///

/// 该交通灯控制的方向 ///

public ControlDirection Direction { get; set; } } ///

/// 固定常亮的信号灯 ///

public class FixLight:Light { public override LightState State { get { return base.State; } set { state = LightState.Green; } } public override void ChangeState() { //什么都不做 } }

一个简单的继承关系。

 

接下来就是麻烦的东西了，交通灯肯定不止一个，在一个路口，需要对一些交通灯的状态进行轮换，而且，各个路口的轮换模式还不一样，有的是南北对开，然后左转、有的是直行和左转同时亮，然后是另外一个方向的直行和左转。归根结底，其实就是把交通灯划分为几组，同组的交通灯状态时相同的，状态变换只需要切换当前的组别就可以了。因此，引入组控制器，每个组控制器之间是一个互斥的状态。

///

/// 一组控制器 ///

public class LightControl { Dictionary lights; ///

/// 该控制器控制的所有交通灯,这些交通灯有同样的状态 ///

public Dictionary Lights { get { return lights; } set { lights=value; foreach (Light light in lights.Values) { light.Control = this; } } } LightState state; ///

/// 本组内的状态 ///

public LightState State { get { return state; } set { state = value; ChangeState(state); } } public LightControl() { Lights = new Dictionary(); } public void ChangeState() { foreach (Light light in Lights.Values) { light.ChangeState(); } } }

 

不知道有没有人在路口等红灯的时候注意过，如果一个路口的交通灯不会自动变化的话，往往在路口边都会有个大箱子，一个交通协管站在边上，时间差不多了的时候，就伸手在箱子里拨一下，灯就变了，当然，有的时候是交警在路口拿个遥控器按一下，效果是一样的。站在用户接口的角度上，不可能让他们去一组组改变状态，因此，就会有个路口控制器，针对每一组进行轮换控制
///

/// 路口控制器 ///

public class CrossRoadControl { ///

/// 该路口的交通灯集合，这个集合其实仅在动态改变本路口交通灯分组的时候需要用到 ///

public Dictionary Lights { get; set; } List controls; ///

/// 该路口的控制器集合 ///

public List Controls { get { return controls; } set { controls = value; if (value.Count > 0) { activeIndex = 0; } } } int activeIndex; ///

/// 当前激活的控制器序号 ///

public int ActiveIndex { get { return activeIndex; } set { activeIndex = value; if (value >=0 && value(); Lights=new Dictionary(); } ///

/// 改变所有交通灯到下一组状态 ///

public void ChangeState() { //当前这一组变化信号 controls[activeIndex].ChangeState(); activeIndex++; if (activeIndex >= controls.Count) activeIndex = 0; //下一组变化信号 controls[activeIndex].ChangeState(); } }

 

最终的调用，由于路口控制器中使用集合存储组控制器，因此每个路口是三岔还是十字都是可变的，组控制器控制的交通灯也是集合，因此组控制策略就是可变的，当然别设置成东西向和南北向同组了，这样会碰车的

 

最简单的只有四个灯的十字路口如下：

//只有四个方向的灯 Dictionary lights = new Dictionary { {ControlDirection.NS,new Light{ Direction=ControlDirection.NS} }, {ControlDirection.SN,new Light{ Direction=ControlDirection.SN} }, {ControlDirection.WE,new Light{ Direction=ControlDirection.WE} }, {ControlDirection.EW,new Light{ Direction=ControlDirection.EW} } }; #region 分为两组 LightControl control1 = new LightControl(); control1.Lights = new Dictionary { {ControlDirection.NS,lights[ControlDirection.NS]}, {ControlDirection.SN,lights[ControlDirection.SN]}, };//南北，北南是一组 LightControl control2 = new LightControl(); control2.Lights = new Dictionary { {ControlDirection.EW,lights[ControlDirection.EW]}, {ControlDirection.WE,lights[ControlDirection.WE]}, };//东西，西东是一组 List controls = new List(); controls.Add(control1); controls.Add(control2); #endregion //该路口控制器只需要控制两组灯即可 CrossRoadControl road = new CrossRoadControl { Controls = controls, Lights = lights }; road.ActiveIndex = 0; InitDisplay(road); RefreshButton(); StopThread(); thd = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Begin)); thd.Start(road);

至于路口车辆的通过，这个就不属于交通灯控制的范畴了，有兴趣的可以自己开一个线程生成汽车，然后判断当前方向的灯是否亮（人工智能模拟？）

 

这个例子的结构其实这么一看就知道了

 

路口控制器--->组控制器---->交通灯

 

完整源码在这里下载

 

vs2008下通过