交通灯管理系统

发布时间:2016-12-11 16:01:25 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
本篇文章主要介绍了"交通灯管理系统",主要涉及到交通灯管理系统方面的内容,对于交通灯管理系统感兴趣的同学可以参考一下。

第一   需求分析 一、需求: 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。 5、注意: 1)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。 2)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)。 3)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。 4)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。 6、说明: 这里要实现的是模拟十字路口的交通灯管理系统逻辑,是对交通灯的控制,而不是模拟汽车的移动过程。所以不用将车作为主体对象,再单独产生一个类。只需要将车和路绑定在一起即可。 二、分析: 1、线路分析图: ①、从图上可以得知整个十字路口的行走线路总共就有12条 ②、这里以横轴和纵轴个找一个方法作为分析点 ③、纵轴以南边为例南到北是一条线路,南到西又是一条线路。而北到南和北到东则是上一组线路的对应线路,分析完上一组线路,这一组也就自然就出来了。有了南北对应的分析不难得出东西放对应的分析,也照样是以东到西和东到南为一组来分析东西方向的线路情况 ④、其实从图中还可以看出右转弯还有一组,这一组是不被限制的,这里我们可以理解成右转弯也有对应的灯,只是右转弯的灯是长绿的。 2、面向对象的分析与设计: 涉及到的对象:红绿灯、红绿灯控制系统、汽车和路线。 1)、对路线和车两个对象的分析: 路拥有车辆这个数据,路本身知道自己身上有几辆车,所以,路作为一个集合,有增加和删除对象(车)的方法,这样就可以将车和路线绑定在一起。 ①、设计一个Road类表示路线,有12条路线,就产生12个Road对象。| ②、路里面有一个集合,可以随机增加新的车辆存入集合中,这个集合可以定时的删除车辆。 ③、每条路线每隔一秒都会对控制本路线的灯是否为绿,绿灯状态就会将车存入集合;并每隔一秒移除第一辆车,表示车辆穿过路口。 3、对红绿灯和红绿灯控制系统两个对象的分析: 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)对应12条路线要产生12个交通灯。右拐弯的路线可不受灯的控制,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且为常亮状态,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。 三、程序实现: 1、Road类: 分析: ①、建立Road类,由于产生12条路线对象 ②、根据前面的分析,车是路中的对象,只有路才知道每个车出于的具体状态,所以这里就直接把车定义为路中的成员变量,而不是把车座位一个对象来定义。 ③、因为需求中需要模拟车辆随机差生,所以在这里我们需要定义一个线程,专门随机产生车辆 ④、每条线路都有查看自己所在线路灯的情况,所以定义一个线程定时器,每个一秒查看下灯的状态 代码实现: public class Road { private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();// 交通工具 private String name = null;// 路线 Road(String name) { this.name = name; // 创建线程,产生车辆 // Executors 1.5出现,用于创建线程 ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); pool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { for (int i = 1; i < 1000; i++) { try { // 1~10秒随机产生车 Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } vechicles.add(Road.this.name + "_" + i); } } }); // 建立定时器 ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);// 创建线程池,并指定大小为1 // 方法接收的参数一个线程,隔多长时间执行,再隔多长时间执行,时间的类型 timer.scheduleAtFixedRate( new Runnable() { @Override 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); } } 2、Lamp类: ①、总共有12条路线,也就对应12盏灯,也就是12个实例对象。因为数据不是任意的,而且数据集在一定的范围之内,所以这里我们采用了枚举的设计方式。 ②、根据上面的分析我们不难得出灯中需要包含三个成员变量,即是本灯的状态,对象灯的状态,和下一个灯的状态 ③、初始化的时候我们就需要等具备上面的三种状态,所以就需要在构造函数中实现 ④、灯中还需要定义一个变绿和变红的方法,来控制等的变化 具体的代码实现: public enum Lamp { //定义灯的12路线 S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2W",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); //定义灯的状态 private boolean lighted; private String opposite;//定义对面对应的灯 private String next;//定义下一个灯 //构造函数,对面对应的灯、下一个灯、初始化灯的状态 private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){ this.opposite = opposite; this.next = next; this.lighted = lighted; } public boolean isLighted() { return lighted; } public void light() { lighted = true; //设置对应的灯亮,但是东对应的灯是西而西却没有对应的灯 if(opposite != null){ //枚举的valueOf可以把传递给他的名字对应的枚举对象返回 Lamp.valueOf(opposite).light(); } } 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("绿灯开始" + name() + "切换为:" + next); nextLamp.light(); } return nextLamp; } } 3、接下来就是定义交通灯控制器来控制灯: ①、控制器中定义了默认开始的第一个灯是什么 ②、然后设置在一定时间内让灯变红 代码实现: * * 灯控制器 */ public class LampController { private Lamp currentLamp; public LampController(){ currentLamp = Lamp.S2N; currentLamp.light(); //定义计时器 ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() { @Override public void run() { currentLamp = currentLamp.blackOut(); } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS); } } 4、测试主类编写: ①、创建12条路线 ②、然后运行交通灯控制器,让灯跑起来,达到切换的目的 代码实现: public class MainClass { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { String[] directions = new String[] { "S2N", "S2W", "E2W", "E2S", "N2S", "N2E", "W2E", "W2N", "S2E", "E2N", "N2W", "W2S" }; for(String direction : directions){ new Road(direction); } new LampController(); } }

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