一、需求
模擬實現十字路口的交通燈管理系統邏輯，具體需求如下：
1、異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
….
2、信號燈忽略黃燈，只考慮紅燈和綠燈。
3、應考慮左轉車輛控制信號燈，右轉車輛不受信號燈控制。
4、具體信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。
5、注意：
1）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。
2）每輛車通過路口時間爲1秒（提示：可通過線程Sleep的方式模擬）。
3）隨機生成車輛時間間隔以及紅綠燈交換時間間隔自定，可以設置。
4）不要求實現GUI，只考慮系統邏輯實現，可通過Log方式展現程序運行結果。
6、說明：這裏要實現的是模擬十字路口的交通燈管理系統邏輯，是對交通燈的控制，而不是模擬汽車的移動過程。所以不用將車作爲主體對象，再單獨產生一個類。只需要將車和路綁定在一起即可。
二、分析
一）、圖解分析：
說明：
1）這裏總共有12條路線，每條路線作爲一個對象存在。
2）作爲編程模型，可假設每條線路都有一個紅綠燈，對其控制。
3）其中右轉彎的4條路線的控制燈可以假設爲常綠狀態。
4）另外的八條線路是兩兩成對的，就可以歸爲4組，程序只需考慮圖中標註了數字的4條路線的控制燈的切換順序即可，這4條路線的對應的反向的控制燈是隨着這4條路線進行相同切換的。
二）、面向對象的分析與設計：
涉及到的對象：紅綠燈、紅綠燈控制系統、汽車和路線。
1、對路線和車兩個對象的分析：
路擁有車輛這個數據，路本身知道自己身上有幾輛車，所以，路作爲一個集合，有增加和刪除對象（車）的方法，這樣就可以將車和路線綁定在一起。
1）設計一個Road類表示路線，有12條路線，就產生12個Road對象。|
2）路里面有一個集合，可以隨機增加新的車輛存入集合中，這個集合可以定時的刪除車輛。
3）每條路線每隔一秒都會對控制本路線的燈是否爲綠，綠燈狀態就會將車存入集合；並每隔一秒移除第一輛車，表示車輛穿過路口。
2、對紅綠燈和紅綠燈控制系統兩個對象的分析：
1）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。
2）對應12條路線要產生12個交通燈。右拐彎的路線可不受燈的控制，但是爲了讓程序採用統一的處理方式，故假設出有四個右拐彎的燈且爲常亮狀態，即永遠不變黑。
3）除了右拐彎方向的其他8條路線的燈，它們是兩兩成對的，可以歸爲4組，所以，在編程處理時，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類中要有一個變量來記住自己相反方向的燈，在一個Lamp對象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類中還用一個變量來記住自己的下一個燈。
4）無論在程序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，永遠都只有代表12個方向的燈的實例對象。
5）設計一個LampController類，它定時讓當前的綠燈變紅。
三、程序編寫：
一）Road類
分析：
1、可以將每條路線看作一個對象，就有12個Road的實例對象。
2、每條路線上都有有車，應該隨機產生新的車輛，將產生的車輛存儲到路內部的一個集合中。在Road對象的構造方法中啓動一個線程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”形式的字符串進行表示）。
3、路要以燈爲標準，判斷是否燈是亮的，在燈亮的時間內，才能讓車行駛，即移除路面上的第一輛車。
4、移除車輛的操作，要用到定時器，並每隔一秒檢查該方向上燈是否爲綠，是則在相應的時間內移除第一輛車，使用scheduleAtFixedRate方法。
<span style="font-family:Arial;">package com.baidu.interview.test;
import java.util.List;
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;
/*
* @author 土豆
*/
public class Road {
//定義一個集合，用於存儲車輛和移除車輛
private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();
//依據路名產生車名
private String name = null;
public Road(String name){
this.name = name;
//模擬車輛不斷隨機上路的過程
//使用線程池，通過產生單個線程的方法，創建一個線程池
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
//調用execute方法，可向線程池提交一個任務，讓池中的線程執行任務
pool.execute(new Runnable(){
//執行的任務，隨機產生車，並加入集合
public void run() {
for(int i=1;i<1000;i++){
try {
//每個10秒隨機產生一輛車
Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
}
}
});
//每隔一秒檢查對應的燈是否爲綠，是則放行
//產生一個單線程，創建定時器
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
//執行具體的任務
new Runnable(){
public void run(){
//判斷路上是否有車，有則進行相應的操作
if(vechicles.size()>0){
//每隔1秒讓車通行，通行前要先判斷燈是否亮，亮了才能通行，即從集合中移除
boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
if(lighted)
System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !");
}
}
},
1,
1,
TimeUnit.SECONDS
);
}
}
</span>
二）Lamp類
分析：
1、總共有12條路線，有12個方向，就需要定義12燈，用枚舉類創建燈對象
2、12個燈分別如代碼中所示
3、12個燈中，有四個右轉的等可設爲常亮狀態，即S2E,E2N,N2W,W2S
4、對於剩下的燈，可分爲4組，每組的兩個燈是對應的，這裏設置當前燈和對應燈，
5、對應的兩個燈是同時亮的，而與其垂直方向的燈則不能亮。如南北方向燈亮，東西方向則不亮
6、當前燈亮時，就要設置對應燈爲亮，並設置垂直方向燈爲不亮
<span style="font-family:Arial;">package com.baidu.interview.test;
/*
* @author 土豆
*/
public enum Lamp {
S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",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);
//定義當前燈對應方向的燈，同亮
private String oppsiteLampName;
//定義當前燈的下一個燈，當前燈亮，下個燈不亮
private String nextLampName;
//標記當前燈是否爲綠燈（亮）
private boolean lighted;
//燈的判斷是否亮的方法
public boolean isLighted(){
return lighted;
}
//構造方法，初始化對象
private Lamp(String oppsiteLampName,String nextLampName,boolean lighted){
this.oppsiteLampName = oppsiteLampName;
this.nextLampName = nextLampName;
this.lighted = lighted;
}
//當前燈變綠時，對應的燈也綠了
public void light(){
this.lighted = true;
//當前燈變綠了，讓對應的燈也變綠
if(oppsiteLampName!=null)
Lamp.valueOf(oppsiteLampName).light();
//調試用
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！");
}
//當前燈變紅了，對應燈也要變紅，並啓動下個燈變綠
public Lamp blackOut(){
this.lighted = false;
if(oppsiteLampName!=null)
Lamp.valueOf(oppsiteLampName).blackOut();
Lamp nextLamp = null;
if(nextLampName!=null){
nextLamp = Lamp.valueOf(nextLampName);
//調試用
System.out.println("綠燈從" + name() +"切換爲" + nextLampName);
nextLamp.light();
}
return nextLamp;
}
}
</span>
三）LampContriller類
分析：交通燈控制器
1、最開始有個當前燈作爲第一個燈運行
2、在構造方法中，
要指定當前燈爲綠狀態，以S2N作爲第一個
創建一個定時器，每隔十秒，讓當前燈變紅，讓下一個方向（垂直方向）的燈變綠
<span style="font-family:Arial;">import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/*
* @author 土豆
*/
public class LampController {
//定義當前燈
private Lamp currentLamp;
//構造函數，指定當前燈並讓其爲綠
public LampController(){
currentLamp = Lamp.S2N;
currentLamp.light();
//每隔10秒將當前綠燈變爲紅燈，並讓下一個方向的燈變綠
//創建定時器
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
//通過定時器的方法，創建線程
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable() {
public void run() {
//讓當前燈變紅，並返回下一個燈
System.out.println("coming...");
currentLamp = currentLamp.blackOut();
}
},
10,
10,
TimeUnit.SECONDS);
}
}
</span>四）主類
測試：
1、創建12條路線，即12個對象
2、運行交通燈控制器系統LampController
<span style="font-family:Arial;">package com.baidu.interview.test;
public class TraffTest {
public static void main(String[] args) {
//將12個方向上的路線存入一個數組
String[] directions = new String[]{
"S2N","S2W","E2W","E2S",
"N2S","N2E","W2E","W2N",
"S2E","E2N","N2W","W2S"
};
//通過循環創建12個對象，即12條路線
for(int i=0;i<directions.length;i++){
new Road(directions[i]);
}
//產生整個交通燈系統
new LampController();
}
}
</span>詳細請查看： http://edu.csdn.net