黑马程序员 交通灯管理系统

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进行面向对象的分析与设计

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。

       1.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。

       2.每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存。

       3.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。

       1.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。

       2.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。

       5.设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红。

 

Road类的编写

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。

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)。

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。

package cn.itcast.traffic;

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;

public class Road {
	
	//把路当成集合,车是集合中的元素
	private List vechicles =new ArrayList();
	
	//定义路的名字
	private String name = null;
	
	//定义路的构造方法
	public Road(String name){
		this.name = name;
		
		//使用线程,循环创建一千辆车添加到道路集合中
		ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
		pool.execute(new Runnable() {
			public void run() {
				for(int i=1; i<1000; i++){
					try {
						//线程等待,时间随机1~10秒随机
						Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+ 1) *1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
				}
			}
		});
		
		//第二种线程方法,定时器
		ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
		timer.scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run(){
						if(vechicles.size()>0){
							boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLigthed();
							if(lighted){
								System.out.println(vechicles.remove(0)+" is traversing !");
							}
						}					
				}},
				1,//第一次等待的时间
				1,//以后每隔多长时间执行一次
				TimeUnit.SECONDS);//时间单位
	}
}


Lamp类的编写

1.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。

2.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

3.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。

4.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。

5.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。

package cn.itcast.traffic;

public enum Lamp {
	
	//一共12个灯,只有四个灯需要控制,与之对应的四个灯常黑,右转弯的四个灯常亮
	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);	
	
	/*把灯定义成String,是因为主要的灯初始化的时候需要传入与之对应的灯,和下一个灯,
	  那时候其它灯还没创建对象,无法解决,所以使用String */
	 	
	//定义灯的构造参数,参数列表分别为:对面的灯,下一个灯,灯的状态
	private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){
		this.opposite = opposite;
		this.next = next;
		this.ligthed = lighted;
	}
	//空参数的构造函数
	private Lamp(){}
	
	//三个私有的成员变量:灯的状态,对面的灯,下一个灯
	private boolean ligthed;
	private String opposite;
	private String next;
	
	//查看自己灯的状态的方法
	public boolean isLigthed(){
		return ligthed;
	}
	
	//把灯点亮的方法
	public void ligth(){
		this.ligthed = true;
		
		//如果对面的灯不为空,把对面的灯点亮(对应的灯状态肯定一样)
		if(opposite != null){
			Lamp.valueOf(opposite).ligth();	
		}
		System.out.println(name()+"lamp is green,下面总共应该有6个方向能看到汽车穿过!");
	}
	
	//把灯熄灭的方法,并且返回下一个灯
	public Lamp black(){
		this.ligthed = false;
		
		//如果对面的灯不为空,把对面的灯熄灭(对应的灯状态肯定一样)
		if(opposite != null){
			Lamp.valueOf(opposite).black();	
		}
		
		Lamp nextLamp = null;
		//如果下一个灯不为空,把下一个灯点亮
		if(next != null){
			nextLamp = Lamp.valueOf(next);
			nextLamp.ligth();
			System.out.println("绿灯从"+name()+"------>切换为"+nextLamp);
			
		}
		return nextLamp;
	}
}


LampController类的编写

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。

LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。

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。

package cn.itcast.traffic;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class LampController {
	
	//定义当前的灯
	private Lamp currentLamp;
	
	//控制器的构造方法
	private LampController(){
		
		//一创建对象就点亮一个灯
		currentLamp = Lamp.S2N;
		currentLamp.ligth();
		
		//创建定时器对象
		ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
		timer.scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run(){
						currentLamp = currentLamp.black();
					}//匿名内部类
				},
				10,//第一次执行等待十秒
				10,//每隔十秒执行一次
				TimeUnit.SECONDS);//时间单位
	}
	//设计成了单例模式
	private static LampController instance = new LampController();
	public static LampController getInstance(){
		
		return instance;
	}
}

MainClass类的编写

用for循环创建出代表12条路线的对象。

接着再获得LampController对象并调用其start方法。

package cn.itcast.traffic;

public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {
		
		//用数组存储十二条路的名字
		String[] directions = new String[]{
				"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E",
				"W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};
		
		//使用for循环创建十二条路
		for(int i=0; i





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