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模擬實現十字路口的交通燈管理系統邏輯，具體需求如下：  非同步隨機生成按照各個路線行駛的車輛。 例如：        由南向而來去往北向的車輛 ---- 直行車輛        由西向而來去往南向的車輛 ---- 右轉車輛        由東向而來去往南向的車輛 ---- 左轉車輛 訊號燈忽略黃燈，只考慮紅燈和綠燈。  應考慮左轉車輛控制訊號燈，右轉車輛不受訊號燈控制。   具體訊號燈控制邏輯與現實生活中普通交通燈控制邏輯相同，不考慮特殊情況下的控制邏輯。 注：南北向車輛與東西向車輛交替放行，同方向等待車輛應先放行直行車輛而後放行左轉車輛。    每輛車通過路口時間為1秒（提示：可通過執行緒Sleep的方式模擬）。    隨機生成車輛時間間隔以及紅綠燈交換時間間隔自定，可以設定。    不要求實現GUI，只考慮系統邏輯實現，可通過Log方式展現程式執行結果。 一、問題分析： 通過對現實生活中的交通燈分析：  總共有12條路線，為了統一程式設計模型，可以假設每條路線都有一個紅綠燈對其進行控制，右轉彎的4條路線的控制燈可以假設稱為常綠狀態，另外，其他的8條線路是兩兩成對的，可以歸為4組，所以，程式只需考慮圖中標註了數字號的4條路線的控制燈的切換順序，這4條路線相反方向的路線的控制燈跟隨這4條路線切換。 二、面向物件的分析和設計 每條路線上都會出現多輛車，路線上要隨機增加新的車，在燈綠期間還要每秒鐘減少一輛車。 設計一個Road類來表示路線，每個Road物件代表一條路線，總共有12條路線，即系統中總共要產生12個Road例項物件。 每條路線上隨機增加新的車輛，增加到一個集合中儲存。 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移除，即表示車穿過了路口。 每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否為綠，一個燈由綠變紅時，應該將下一個方向的燈變綠。 設計一個Lamp類來表示一個交通燈，每個交通燈都維護一個狀態：亮（綠）或不亮（紅），每個交通燈要有變亮和變黑的方法，並且能返回自己的亮黑狀態。 總共有12條路線，所以，系統中總共要產生12個交通燈。右拐彎的路線本來不受燈的控制，但是為了讓程式採用統一的處理方式，故假設出有四個右拐彎的燈，只是這些燈為常亮狀態，即永遠不變黑。 除了右拐彎方向的其他8條路線的燈，它們是兩兩成對的，可以歸為4組，所以，在程式設計處理時，只要從這4組中各取出一個燈，對這4個燈依次輪詢變亮，與這4個燈方向對應的燈則隨之一同變化，因此Lamp類中要有一個變數來記住自己相反方向的燈，在一個Lamp物件的變亮和變黑方法中，將對應方向的燈也變亮和變黑。每個燈變黑時，都伴隨者下一個燈的變亮，Lamp類中還用一個變數來記住自己的下一個燈。 無論在程式的什麼地方去獲得某個方向的燈時，每次獲得的都是同一個例項物件，所以Lamp類改用列舉來做顯然具有很大的方便性，永遠都只有代表12個方向的燈的例項物件。 設計一個LampController類，它定時讓當前的綠燈變紅。 三、Road類的編寫 每個Road物件都有一個name成員變數來代表方向，有一個vehicles成員變數來代表方向上的車輛集合。 在Road物件的構造方法中啟動一個執行緒每隔一個隨機的時間向vehicles集合中增加一輛車（用一個“路線名_id”形式的字串進行表示）。 在Road物件的構造方法中啟動一個定時器，每隔一秒檢查該方向上的燈是否為綠，是則列印車輛集合和將集合中的第一輛車移除掉。

package

com.isoftstone.interview.traffic; 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; /** * 每個Road物件代表一條路線，總共有12條路線，即系統中總共要產生12個Road例項物件。 * 每條路線上隨機增加新的車輛，增加到一個集合中儲存。 * 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移除，即表示車穿過了路口。 * @author 張孝祥 www.it315.org * */ publicclassRoad{ privateList<String> vechicles =newArrayList<String>(); privateString name =null; publicRoad(String name){ this.name = name; //模擬車輛不斷隨機上路的過程 ExecutorService pool =Executors.newSingleThreadExecutor(); pool.execute(newRunnable(){ publicvoid run(){ for(int i=1;i<1000;i++){ try{ Thread.sleep((newRandom().nextInt(10)+1)*1000); }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } vechicles.add(Road.this.name +"_"+ i); } } }); //每隔1秒檢查對應的燈是否為綠，是則放行一輛車 ScheduledExecutorService timer =Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate( newRunnable(){ publicvoid 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); } }

Lamp類的編寫 1）系統中有12個方向上的燈，在程式的其他地方要根據燈的名稱就可以獲得對應的燈的例項物件，綜合這些因素，將Lamp類用java5中的列舉形式定義更為簡單。 2）每個Lamp物件中的亮黑狀態用lighted變量表示，選用S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp物件依次輪詢變亮，Lamp物件中還要有一個oppositeLampName變數來表示它們相反方向的燈，再用一個nextLampName變數來表示此燈變亮後的下一個變亮的燈。這三個變數用構造方法的形式進行賦值，因為列舉元素必須在定義之後引用，所以無法再構造方法中彼此相互引用，所以，相反方向和下一個方向的燈用字串形式表示。  3）增加讓Lamp變亮和變黑的方法：light和blackOut，對於S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp物件，這兩個方法內部要讓相反方向的燈隨之變亮和變黑，blackOut方法還要讓下一個燈變亮。 4）除了S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp物件之外，其他方向上的Lamp物件的nextLampName和oppositeLampName屬性設定為null即可，並且S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp物件的nextLampName和oppositeLampName屬性必須設定為null，以便防止light和blackOut進入死迴圈。

package com.isoftstone.interview.traffic; /** * 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的，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。 * @author 張孝祥 www.it315.org * */ /**/ publicenumLamp{ /*每個列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); privateLamp(String opposite,Stringnext,boolean lighted){ this.opposite = opposite; this.next=next; this.lighted = lighted; } /*當前燈是否為綠*/ privateboolean lighted; /*與當前燈同時為綠的對應方向*/ privateString opposite; /*當前燈變紅時下一個變綠的燈*/ privateStringnext; publicboolean isLighted(){ return lighted; } /** * 某個燈變綠時，它對應方向的燈也要變綠 */ publicvoid 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 */ publicLamp 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; } }

LampController類的編寫 1）整個系統中只能有一套交通燈控制系統，所以，LampController類最好是設計成單例。 2）LampController構造方法中要設定第一個為綠的燈。 3）LampController物件的start方法中將當前燈變綠，然後啟動一個定時器，每隔10秒將當前燈變紅和將下一個燈變綠。

package com.isoftstone.interview.traffic; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; publicclassLampController{ privateLamp currentLamp; publicLampController(){ //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( newRunnable(){ publicvoid run(){ System.out.println("來啊"); currentLamp = currentLamp.blackOut(); } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS); } }

MainClass類的編寫 1）用for迴圈創建出代表12條路線的物件。 2）接著再獲得LampController物件並呼叫其start方法。

package com.isoftstone.interview.traffic; publicclassMainClass{ /** * @param args */ publicstaticvoid main(String[] args){ /*產生12個方向的路線*/ String[] directions =newString[]{ "S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S" }; for(int i=0;i<directions.length;i++){ newRoad(directions[i]); } /*產生整個交通燈系統*/ newLampController(); } }