java-交通燈管理系統《十》

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1，交通燈管理系統原理與分析

     首先明白它的工作原理，由於剛剛學車，大概明白交通燈是如何運作的，一般來說車右轉是預設不用看燈的，可以直接右轉的，

     但有時候當交通有箭頭顯示的時候又不一樣了，所以我們不考慮這種情況。那麼預設右轉燈是一直綠的。根據東南西北四個方向

     的車都有各自的三種路線，按道理，東南西北四個方向都有各自的三個方向的交通燈。從車方面考慮就有12（3x4）種路線，而

  對應的交通燈也有12個。現在單從一個方向去討論，比如說南（South）的方向,有三種情況，向右轉（即南到東方向）是不用理的，

  所以剩下直行（南到北）和左轉（南到西），假設直行的燈變綠了，則對應方向（北到南）也要變綠。直行的燈變紅後，則對應方向

 （北到南）也要變紅，而下一個燈左轉（南到西）就要變綠。其他方向也是這麼分析。

2，車和燈和燈控制的分析

     車：12種路線的車每個一段時間就在該路線添加一輛車，每秒檢查當前方向的燈是否變綠，如何變綠則當前方向的車就要刪除。

     燈：12種方向的燈，南（South）的方向,有三種情況，向右轉（即南到東方向）是不用理的，所以剩下直行（南到北）和左轉（南到西），

     假設直行的燈變綠了，則對應方向（北到南）也要變綠。直行的燈變紅後，則對應方向（北到南）也要變紅，而下一個燈左轉（南到西）就要變綠。所以基本上每種方向的燈要關聯兩個相關方向的燈。

     路：一共有12種路線，每個路線要要與相同方向的車對應。

3，物件導向思想設計交通燈系統

 (1)  燈：很明顯這是自訂的一種類，而最好的實現方式就是java的枚舉類來實現。

      每個Lamp元素代表一個方向上的燈，總共有12個方向，所有總共有12個Lamp元素。

      有如下一些方向上的燈,每兩個形成一組，一組燈同時變綠或變紅，所以，程式碼只需要控制每組燈中的一個燈即可：s2n,n2s  s2w,n2e  e2w,w2e

             e2s,w2n   s2e,n2w  e2n,w2s。上面最後兩行的燈是虛擬，由於從南向東和從西向北、以及它們的對應方向不受紅綠燈的控制，

      所以，可以假想它們總是綠燈。所以一共有12個lamp元素，實際上用到的是4組燈即四個方向的燈。lamp元素的構造方法裡應該有上面分析過

      的兩個相關聯方向的燈，還有一個自己燈狀態的值（false或者true）。燈應該有判斷自己燈狀態的方法，還有變綠和變紅的方法。

        燈的代碼如下：

public enum Lamp {/*每個枚舉元素各表示一個方向的控制燈*/S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),/*下面元素表示與上面的元素的相反方向的燈，它們的“相反方向燈”和“下一個燈”應忽略不計！*/N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),/*由南向東和由西向北等右拐彎的燈不受紅綠燈的控制，所以，可以假想它們總是綠燈*/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;}  /*當前燈是否為綠*/private boolean lighted;/*與當前燈同時為綠的對應方向*/private String opposite;/*當前燈變紅時下一個變綠的燈*/private String next;public boolean isLighted(){return lighted;} /** * 某個燈變綠時，它對應方向的燈也要變綠 */public void light(){this.lighted = true;if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).light();}System.out.println(name() + " lamp is green，下面總共應該有6個方向能看到汽車穿過！");  }  /** * 某個燈變紅時，對應方向的燈也要變紅，並且下一個方向的燈要變綠 * @return 下一個要變綠的燈 */public Lamp blackOut(){this.lighted = false;if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).blackOut();}  Lamp nextLamp= null;if(next != null){nextLamp = Lamp.valueOf(next);System.out.println("綠燈從" + name() + "-------->切換為" + next);nextLamp.light();}return nextLamp;}}　

   (2)   路線：一共有12條路線，即要產生12個執行個體對象，每條路線上隨機增加新的車輛，而車就可以添加到一個集合中儲存。

         以便處理。每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否為綠，是則將本路線儲存車的集合中的第一輛車刪除，即表示車穿過了路口。

                   路的類，路有自己路線的名字，而路線上的車的名字應該相同，都用字串表示，如“s2n”，車輛不斷隨機上路的過程最好用線程來實現，

         而添加車輛的過程可以用for迴圈來實現。既然有添加車輛就要刪除車輛，因為是通過每秒中檢查當前路線的燈是否為綠的，所以也要用線程來實現，

         判斷當前路線的燈是否為綠，如果為綠，則刪除最前面的車輛，即第一部車。

          路的代碼如下：

public class Road {private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();   private String name =null;public Road(String name){this.name = name;  //類比車輛不斷隨機上路的過程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);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);}} }); //每隔一秒檢查對應的燈是否為綠，是則允許存取一輛車ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){if(vechicles.size()>0){boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();if(lighted){System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !");}}}},1,1,TimeUnit.SECONDS); }}

  (3)  燈的控制類：每隔10秒將當前綠燈變為紅燈，並讓下一個方向的燈變綠。所以也要通過線程來實現。

        代碼如下：

public class LampController {private Lamp currentLamp;public LampController(){//剛開始讓由南向北的燈變綠;currentLamp = Lamp.S2N;currentLamp.light();/*每隔10秒將當前綠燈變為紅燈，並讓下一個方向的燈變綠*/ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public  void run(){System.out.println("來啊");currentLamp = currentLamp.blackOut();}},10,10,TimeUnit.SECONDS);}}

  (4)  主函數：

public class MainClass {  public static void main(String[] args) { /*產生12個方向的路線*/String [] directions = new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};for(int i=0;i<directions.length;i++){new Road(directions[i]);} /*產生整個交通燈系統*/new LampController();}}

　　

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