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模擬現(xiàn)實十字路口的交通管理系統(tǒng)邏輯，項目需求：

• 異步隨機(jī)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(zhuǎn)車輛
  由東向而來去往南向的車輛...左轉(zhuǎn)車輛

• 信號燈忽略黃燈，只考慮紅燈和綠燈
• 應(yīng)考慮左轉(zhuǎn)車輛控制信號燈，右轉(zhuǎn)車輛不受信號等控制
• 具體信號等控制邏輯與現(xiàn)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方行，同方向等待車輛應(yīng)先放行直行車輛而后放行左轉(zhuǎn)車輛
• 每輛車通過路口時間為1秒(提示：可通過線程Sleep的方式模擬)
• 隨機(jī)生成車輛時間間隔以及紅綠燈交換時間間隔自定，可以設(shè)置
• 不要求實現(xiàn)GUI，只考慮系統(tǒng)邏輯實現(xiàn)，可通過log方式展現(xiàn)程序運(yùn)行結(jié)果

面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計

1. 每條線路上都會出現(xiàn)多輛車，線路上要隨機(jī)增加新的車，在燈綠期間還要每秒較少一輛車。
   • 設(shè)計一個Road類來表示路線，每個Road對象代表一條路線，總共有12條路線，即系統(tǒng)中總共要產(chǎn)生12個Road實例對象。
   • 每條路線上隨機(jī)增加新的車輛，增加到一個集合中保存。
   • 每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否為綠，是則將本路線保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，一個燈有綠變紅時，應(yīng)該將下一個方向的燈變綠。
2. 設(shè)計一個Lamp類來表示一個交通燈，每個交通燈都維護(hù)一個狀態(tài)：亮(綠)或不亮(紅)，每個交通燈要有變亮和變黑的方法，并且能返回自己的亮黑狀態(tài)。
   • 總共有12條路線，所以系統(tǒng)中總共要產(chǎn)生12個交通燈。右拐彎的路線本來不受燈的控制，但是為了讓程序采用統(tǒng)一的處理方式，故假設(shè)出有四個右拐彎的燈，只是這些燈為常亮狀態(tài)，即永遠(yuǎn)不變黑。
   • 除了右拐彎方向的其他8條路線的燈，他們是兩兩成對的，可以歸為4組，所以在編程處理時，只要從這4組中取出一個燈，對這4個燈依次輪詢亮燈，與這個4個燈方向?qū)?yīng)的燈則隨之一同變化，因此Lamp類中要有一個變量來記住自己相反方向的燈，在Lamp對象的變亮和變黑的方法中，將對應(yīng)方向的燈也變亮和變黑。每個燈變黑時，都伴隨著下一個燈的變亮，Lamp類中還用了一個變量來記住自己的下一個燈。
   • 無論在程序的什么地方去獲得某個方向的燈時，每個獲得的都是同一個實例對象，所以Lamp類改用枚舉來做顯然具有很大的方便性，永遠(yuǎn)都只有代表12方向的燈的實例對象。
3. 設(shè)計一個LampController類，它定時讓當(dāng)前的綠燈變紅。

所以總結(jié)下來是3個類：Road類、Lamp類、LampController類

Road類：

• 每個Road對象都一個name成員變量來代表反向，有一個vehicles成員變量來代表方向上的車輛集合
• 在Road對象的構(gòu)造方法中啟動一個線程每隔一個隨機(jī)的時間向vehicles集合中增加一輛車(用一個“線路名_id”的形式來表示)
• 在Road對象的構(gòu)造方法中啟動一個定時器，每隔一秒檢查被該方向上的燈是否為綠，是則打印車輛集合和將集合中的第一輛車移除掉

package com.sergio.Traffic;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * 每條Road對象代表一條路線，總共12條路線，即系統(tǒng)中總共要產(chǎn)生12個Road實例對象。
 * 每條路線上隨機(jī)增加新的車輛，增加到一個集合中保存。
 * 每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否為綠，是則將本路線從保存車的集合中的第一輛車移除，即表示車穿過了路口
 * Created by Sergio on 2015-06-17.
 */
public class Road {
    private List<String> vehicles = new ArrayList<String>();
    //路線變量
    private String name = null;

    //在這個構(gòu)造函數(shù)中，傳回那個方向的車，先開啟一個線程池用于產(chǎn)生車輛，一個定時器用于觀察交通燈的狀態(tài)
    public Road(String name) {
        this.name = name;

        //模擬車輛不斷隨機(jī)上路的過程.使用線程池，通過產(chǎn)生單個線程的方法，創(chuàng)建一個線程池
        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();
                    }
                    vehicles.add(Road.this.name + "_" + i);
                }
            }
        });

        //每隔一秒檢查對象的燈是否為綠，是則方形一輛車。定時器。產(chǎn)生一個單線程，創(chuàng)建定時器
        ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        timer.scheduleAtFixedRate(
            new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    //判斷路上是否有車，有則進(jìn)行相應(yīng)的亮燈操作和刪除操作
                    if (vehicles.size() > 0) {
                        boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
                        if (lighted) {
                            System.out.println(vehicles.remove(0) + " is traversing");
                        }
                    }
                }
            },
            1,
            1,
            TimeUnit.SECONDS);
    }
}

Lamp類：
系統(tǒng)中有12個方向上的燈，在程序的其他地方要根據(jù)燈的名稱就可以獲得對應(yīng)的燈的實例對象，綜合這些因素，將Lamp類用java5中的枚舉形式定義更為簡單

1. 每個Lamp對象中的亮黑狀態(tài)用lighted變量來表示，選用S2N、S2W、E2W、E2N這個四個方向上的Lamp對象依次輪詢變亮，Lamp對象中還要有一個oppositeLampName變量來表示它們相反方向的燈，在用一個nextLampName變量來表示此燈變亮后的下一個變亮的燈。這個三個變量用構(gòu)造方法的形式進(jìn)行賦值，因為枚舉元素必須在定義之后應(yīng)用，所以無法在構(gòu)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符串形式來表示
2. 增加讓Lamp變亮和變量的方法：light和blackOut，對于S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上lamp對象，這個兩個方法內(nèi)部要讓想反方向的燈隨之變亮和變黑，blackOut方法還要讓下一個燈變亮
3. 除了S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp對象之外，其他方向上的Lamp對象的nextLampName和oppsiteLampName屬性設(shè)置為null即可，并且S2N、S2W、E2W、E2N這四個方向上的Lamp對象的nextLampName和oppsiteLampName屬性必須設(shè)置為null，以便防止light和blackOut進(jìn)入死循環(huán)。

package com.sergio.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，
 * 程序代表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
 * 上面最后兩行的燈是虛擬的，由于從南向東和從西向北，以及他們的對應(yīng)方向不受紅綠燈的控制，所以可以假設(shè)他們總是綠燈
 * Created by Sergio on 2015-06-17.
 */
public enum Lamp {
    //每個枚舉元素個表示一個方向的控制等
    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元素的元素的相反方向的燈，它們的"相反反向燈"和"下一個燈"應(yīng)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燈右拐彎不受紅綠燈的控制，所以假設(shè)他們總是綠燈
    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(dāng)前燈是否為綠
    private boolean lighted;
    //與當(dāng)前燈同時為綠的對應(yīng)方向
    private String opposite;
    //當(dāng)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，他對應(yīng)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(yīng)該有6個方向能看到汽車穿過");
    }

    /**
     * 某個燈變紅時，對應(yīng)方向的燈也要變紅，并且下一個方向的燈要變綠
     *
     * @return nextLamp 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;
    }
}

LampController類：

package com.sergio.Traffic;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * Created by Sergio on 2015-06-17.
 */
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(dāng)前綠燈變?yōu)榧t燈，并讓下一個方向的燈變綠
        ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        timer.scheduleAtFixedRate(
            new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("開始");
                    currentLamp = currentLamp.blackOut();
                }
            },
            10,
            10,
            TimeUnit.SECONDS);
    }
}

MainClass類：

• 用for循環(huán)創(chuàng)建出代表12條路線的對象
• 接著再獲得LampController對象并調(diào)用其構(gòu)造方法

package com.sergio.Traffic;

/**
 * Created by Sergio on 2015-06-17.
 */

public class MainClass {
    public static void main(String[] args) {
        //產(chǎn)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(chǎn)生整個交通燈系統(tǒng)
        new LampController();
    }
}