交通灯管理制度系统Word文件下载.docx
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1、对路口进行图解分析
分析:
1)这里总共有12条路线,每条路线作为一个对象存在。
2)为了统一编程模型,可以假设每条路线都有一个红绿灯对其进行控制。
3)其中右转弯的4条路线的控制灯可以假设称为常绿状态,而不能假设没有。
4)另外,其他的8条线路是两两成对的,可以归为4组,所以,程序只需考虑图中标注了数字的4条路线的控制灯的切换顺序,这4条路线相反方向的路线的控制灯跟随这4条路线切换,不必额外考虑。
2、面向对象的分析与设计
1)对象:
红绿灯,红绿灯的控制系统,汽车,路线。
a、汽车看到自己所在路线对应的灯绿了就穿过路口吗?
不是,还需要看其前面是否有车,看前面是否有车,该问哪个对象呢?
该问路,路中存储着车辆的集合,显然路上就应该有增加车辆和减少车辆的方法了。
b、再看题目,我们这里并不要体现车辆移动的过程,只是捕捉出车辆穿过路口的过程,也就是捕捉路上减少一辆车的过程,所以,这个车并不需要单独设计成为一个对象,用一个字符串表示就可以了。
c、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。
2)对路线这个对象的分析
每条路线上都会出现多辆车,车对象就相当于是路的数据存在,路线上要随机增加新的车,且要在灯绿期间还要每秒钟减少一辆车,路就需要有增删的方法。
a、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。
b、每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存。
c、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。
3)对红绿灯和红绿灯控制系统两个对象的分析:
一个灯由绿变红时,应该将下一个方向的灯变绿。
a、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。
b、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。
c、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个灯依次轮流变亮,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,都伴随着下一个灯的变亮,Lamp类中还用一个变量来记住自己的下一个灯。
d、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。
e、设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红。
三、程序的编写
1、Road类的编写:
1)每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向,有一个vehicles(交通工具)成员变量来代表方向上的车辆集合。
2)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)。
3)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。
使用scheduleAtFixedRate方法。
代码:
[java]
viewplaincopyprint?
1.package
com.isoftstone.interview.traffic;
2.
3.import
java.util.ArrayList;
4.import
java.util.List;
5.import
java.util.Random;
6.import
java.util.concurrent.ExecutorService;
7.import
java.util.concurrent.Executors;
8.import
java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
9.import
java.util.concurrent.TimeUnit;
10.
11./**
12.
*
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。
13.
每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存。
14.
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。
15.
@author
Godream
16.
17.
*/
18.public
class
Road
{
19.
//用面向接口的方式,定义一个集合,用来存储和操作车辆这个字符串对象
20.
private
List<
String>
vechicles=new
ArrayList<
();
21.
//定义路线名变量
22.
String
name;
23.
24.
public
Road(String
name){
25.
this.name=name;
26.
27.
//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
28.
ExecutorService
pool=Executors.newSingleThreadExecutor();
29.
//调用execute方法,可向线程池提交一个任务,让池中的线程执行任务
30.
pool.execute(new
Runnable(){
31.
@Override
32.
//复写run方法,需要执行的代码,随机产生车辆,并存入集合
33.
void
run()
34.
for
(int
i
=
1;
<
1000;
i++)
35.
try
36.
//1到10秒内随机产生一辆车
37.
Thread.sleep((new
Random().nextInt(10)+1)*1000);
38.
}
catch
(InterruptedException
e)
39.
40.
e.printStackTrace();
41.
42.
//车辆进入路线中
43.
vechicles.add(Road.this.name+"
_"
+i);
44.
45.
46.
});
47.
48.
//定义一个定时器,每隔一秒检查对应的灯是否为绿,是则放行一辆车
49.
ScheduledExecutorService
timer=Executors.newScheduledThreadPool
(1);
50.
timer.scheduleAtFixedRate(
51.
new
Runnable()
52.
53.
//定时器要执行的代码
54.
55.
//判断该路线中是否有车,有则进行放行操作
56.
if
(vechicles.size()>
0)
57.
//如果该路线上对应的灯是绿色的,则放行车辆
58.
boolean
lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
59.
if(lighted){
60.
System.out.println(vechicles.remove(0)+"
\tis
traversing!
"
);
61.
62.
63.
64.
},
65.
1,//隔多少秒执行
66.
1,//周期
67.
TimeUnit.SECONDS/*时间单位*/);
68.
69.}
2、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。
3)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。
4)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。
2./**
3.
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。
4.
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,
5.
程序代码只需要控制每组灯中的一个灯即可:
6.
s2n,n2s
7.
s2w,n2e
8.
e2w,w2e
9.
e2s,w2n
s2e,n2w
11.
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。
16.//
S2N,S2W,E2W,E2S,N2S,N2E,W2E,W2N,S2E,E2N,N2W,W2S
17.public
enum
Lamp
18.
/*每个枚举元素各表示一个方向上的控制灯*/
S2N(false,"
N2S"
"
S2W"
),S2W(false,"
N2E"
E2W"
),E2W(false,"
W2E"
E2S"
),E2S(false,"
W2N"
S2N"
),
/*下面元素表示与上面的元素的相反方向的灯,它们的“反方向灯”和“下一个灯”应忽略不计!
N2S(false,null,null),N2E(false,null,null),W2E(false,null,null),W2N(false,null,null),
/*下面元素表示四个右转弯方向的灯,因为其不受红绿灯控制,所以可以假设它们总是绿灯*/
S2E(true,null,null),E2N(true,null,null),N2W(true,null,null),W2S(true,null,null);
//当前灯的状态,是否为绿
lighted;
//当前灯变红时,下个绿的灯
next;
//与当前灯相反方向的同为绿的灯
opposite;
//构造函数
Lamp(boolean
lighted,String
opposite,String
next){
this.lighted=lighted;
this.next=next;
this.opposite=opposite;
//提供一个判断是否为亮(绿)的方法
isLighted(){
return
/**
某个灯变绿时,它对应方向的灯也要变绿
light(){
this.lighted=true;
//为造成死循环,只将一方拥有反方向的灯
(opposite!
=null)
//将对应的反方向的灯变绿
Lamp.valueOf(opposite).light();
System.out.println(name()+"
is
green
下面将能看到六个方向的车辆通过。
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
blackout(){
//当前灯变红,对应方向的灯也变红
this.lighted=false;
if(opposite!
=null){
Lamp.valueOf(opposite).blackout();
//当前灯变红的同时,将下一个灯变绿
//变将下一个变绿的灯返回
69.
nextLamp=null;
70.
(next!
71.
nextLamp=Lamp.valueOf(next);
72.
System.out.println("
绿灯从"
+name()+"
——>
切换为"
+next);
73.
nextLamp.light();
74.
75.
nextLamp;
76.
77.}
3、LampController类的编写
1)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。
2)LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。
3)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。
7./**
红绿灯控制系统用来控制红绿灯的切换时间
每隔10秒将当前灯变红,并按顺序将下一个方向的灯变绿
13.public
LampController
//定义当前灯用于第一个绿的灯
currentLamp;
LampController(){
//刚开始让由南向北的灯变绿
currentLamp=Lamp.S2N;
currentLamp.light();
//定义一个定时器,每隔10秒就将当前灯由绿变红,并将下一个灯变绿
//将下一个灯切换为当前的灯
currentLamp=cur
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