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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。
模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑,具体需求如下:
1: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
。。。
2:信号灯忽略黄灯,只考虑红灯和绿灯。
3:应考虑左转车辆控制信号灯,右转车辆不受信号灯控制。
4: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。
5: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)。
6: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。
7: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。
分析:
红绿灯,红绿灯的控制系统,汽车,路线。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,看前面是否该有增加车辆和减少车辆的方法了。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。
package com.itheima.interview.traffic;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 分析:
* 1: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。
* 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。
* @author xiedong
*
*/
public class Road {
private ArrayList<String> vehicle = new ArrayList<String>();
private String name;
public Road(String name)
{
this.name = name;
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
pool.execute(new Runnable(){
@Override
public void run() {
for(int i = 1; i < 1000; i++)
{
try {
Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//内部类访问外部类的同名的成员变量:外部类名.this.变量名
vehicle.add(Road.this.name + "_" + i);
}
}});
//每隔一秒检查对应的灯是否为绿,是则放行一辆车
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//检查路上是否有车
if(vehicle.size() > 0)
{
boolean lighted =
Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
if(lighted)
System.out.println(vehicle.remove(0) +
"is traversing !");
}
}
},
1, //指定过多长时间去执行run()
1, //执行完以后,再过多场时间继续执行run()
TimeUnit.SECONDS); //说明前面数字的度量单位
}
}
package com.itheima.interview.traffic;
/**
* 分析:
* 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对象中的红、绿状态用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opposite变量来表示它们相反方向的灯,
* 再用一个next变量来表示此灯变绿后的下一个变绿的灯。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变绿和变红的方法:getGreen和getRed,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绿和变红,getRed方法还要让下一个
* 灯变绿。
* 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
* next和opposite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next和opposite属性必须设置为null,以便防止
* getGreen和getRed进入死循环。
*
* @author xiedong
*
*/
public enum Lamp {
/*每个枚举值各表示灯控制的一个方向*/
S2N("N2S", "S2W", false), S2W("N2E", "E2W", false),
E2W("W2E", "E2S", false),E2S("W2N", "N2S", 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);
private Lamp(String opposite, String next, boolean lighted)
{
this.opposite = opposite;
this.next = next;
this.lighted = lighted;
}
private Lamp(){}
private boolean lighted;
private String opposite;
private String next;
/*判断灯的状态*/
public boolean isLighted()
{
return lighted;
}
/*灯变绿的方法*/
public void getGreen()
{
this.lighted = true;
if(opposite != null)
Lamp.valueOf(opposite).getGreen();
System.out.println(name() + "lamp is green,
下面总共应该有6个方向能看到汽车通过");
}
/*灯变红的方法*/
public Lamp getRed()
{
this.lighted = false;
if(opposite != null)
Lamp.valueOf(opposite).getRed();
Lamp nextLamp = null;
if(next != null){
nextLamp = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("绿灯从" + name() + "-------->切换到:" + next);
nextLamp.getGreen();
}
return nextLamp;
}
}
package com.itheima.interview.traffic;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* LampController类
* 分析:
* 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。
* @author xiedong
*
*/
public class LampController {
private Lamp currentLamp;
public LampController()
{
//刚开始让由南向北的灯变绿;
currentLamp = Lamp.S2N;
currentLamp.getGreen();
/*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() {
@Override
public void run() {
currentLamp = currentLamp.getRed();
}
}, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);
}
}
package com.itheima.interview.traffic;
/**
* 这是一个测试类
* @author xiedong
*
*/
public class MainApp {
public static void main(String[] args) {
String[] directionArr =
{"S2N", "S2W", "E2W", "E2S",
"N2S", "N2E", "W2E", "W2N",
"S2E", "E2N", "N2W", "W2S",};
for(String item : directionArr)
new Road(item);
new LampController();
}
}
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