java中交通灯管理系统

交通灯管理系统"/>

java中交通灯管理系统

一.需求：交通灯管理系统的项目需求：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。

二，根据本题，画图进行分析：

三.面向对象的分析与设计

1、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。

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。

每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。

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。2、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。

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。

设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。四.代码设计Road类/*** 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* 在Road独享的构造方法中启动一个 线程没隔一个随机的时间向vechicles结合中增加一辆车(用一个 "路线名_id"形式的字符串进行表示)* 在Road对象昂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辆车移除掉**//**每个Road对象代表一条路线，总共12条路线，即系统中总共要产生12个Road实例对象* 每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。* 每条路线每隔一秒都检测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掉。即表示车穿过了路口*/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 {private Listvechicles = new ArrayList();private String name = null;//在构造函数中，传回那个方向的车，先开启一个线程池用于产生车辆，一个定时器用于观察交通灯的状态public Road(String name){this.name = name;//模拟车辆不断随机上路的过程，//使用线程池，通过产生单个线程的方法，创建一个线程池ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(new Runnable(){public void run(){for(int i=1;i<1000;i++){try{Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);//随机时间}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}vechicles.add(Road.this.name+ "_"+ i);}}});//每隔一秒坚持对应的灯是否为绿的。是则移除一辆车，//产生一个单线程，创建定时器ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){//判断路上是否有车，有则进行相应的操作if(vechicles.size()>0){boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();//每隔一秒让车通行，通行前要先判断灯是否为亮，亮了才能通行，即从集合中移除if(lighted){System.out.println(vechicles.remove(0)+ "is traversing!");}}}},1,1,TimeUnit.SECONDS);}}//=================================Lamp类/** 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。1、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。2、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。3、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。* *//*** 每个Lamp元素代表一个方向上的灯，总共有12个方向，所有总共有12个Lamp元素。* 有如下一些方向上的灯,每两个形成一组，一组灯同时变绿或变红，所以，* 程序代码只需要控制每组灯中的一个灯即可：* s2n,n2s* s2w,n2e* e2w,w2e* e2s,w2n* s2e,n2w* e2n,w2s* 上面最后两行的灯是虚拟的，由于从南向东和从西向北、以及它们的对应方向不受红绿灯的控制，* 所以，可以假想它们总是绿灯。***//**/public enum Lamp {/*每个枚举元素各表示一个方向的控制灯*/S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),/*下面元素表示与上面的元素的相反方向的灯，它们的“相反方向灯”和“下一个灯”应忽略不计！*/N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),/*由南向东和由西向北等右拐弯的灯不受红绿灯的控制，所以，可以假想它们总是绿灯*/S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){this.opposite = opposite;this.next = next;this.lighted = lighted;}/*当前灯是否为绿*/private boolean lighted;/*与当前灯同时为绿的对应方向*/private String opposite;/*当前灯变红时下一个变绿的灯*/private String next;//灯的判断是否亮的方法public boolean isLighted(){return lighted;}/**让这个方向的等亮起来* 某个灯变绿时，它对应方向的灯也要变绿*/public void light(){this.lighted = true;if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).light();}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！");}/*** 某个灯变红时，对应方向的灯也要变红，并且下一个方向的灯要变绿* @return 下一个要变绿的灯*/public Lamp blackOut(){this.lighted = false;if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).blackOut();}Lamp nextLamp= null;if(next != null){//当前灯变绿了，让对应的灯也变绿nextLamp = Lamp.valueOf(next);System.out.println("绿灯从" + name() + "-------->切换为" + next);nextLamp.light();}return nextLamp;}}//==============================================//LampController类import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class LampController {private Lamp currentLamp;public LampController(){//刚开始让由南向北的灯变绿;currentLamp = Lamp.S2N;currentLamp.light();/*每隔10秒将当前绿灯变为红灯，并让下一个方向的灯变绿*/ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public  void run(){System.out.println("来啊");currentLamp = currentLamp.blackOut();}},10,10,TimeUnit.SECONDS);}}//======================================//通过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public class MainClass {public static void main(String[] args) {//产生12个方向的路线String[] directions = new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};for(int i=0;i