这学期我们java课程的课程设计项目----交通信号灯的线程设计

实验目的：多线程设计，同步机制

题意 设计一个交通信号灯类：

变量：位置、颜色(红、黄、绿)、显示时间(秒)。

方法：切换信号灯。

创建并启动两个线程(东西向、南北向)同时运行。

实验要求

设计线程。

设计路口信号灯示意图界面。

进一步将每个方向的信号灯分成3种车道灯：左转、直行和右转。

根据车流量进行时间的模糊控制。

在课程设计的开始并没有仔细看老师的要求，只知道是交通信号灯。然后就开始各种找资料，百度，网上大量的关于红绿灯的设计都是参考张孝祥老师的教程，大概的设计方法是创建了三个类 lamp、road、lampcontrol。

然鹅......对.....然鹅又来了，在查了大概两天资料后，我又反过来看了一遍老师发的设计要求.....这这这.....，光控制灯就行了啊，不要车的啊，捂脸...

所以设计思路马上就变得清晰，根据张老师的做法，每个路口都有三个灯，分别为左转、直行、右转，所以一共有12盏灯。按照要求，右转灯为常亮灯，左转和直行灯才有红绿交替。在除去右转灯的八个灯里面，又可以分为四组可以两两匹配的灯，分别为东西左转南北(平行转垂直)、南北直行(垂直通行)、南北左转东西(垂直转平行)、东西直行(平行通行)。

于是我给这个12个灯编了个号：

emmm 大概就是这样，但是跟生活中的红绿灯不同，生活中的都是看对面路口的灯，我们这里是模拟嘛....就各个路口用各个路口的灯呗.....

大致解释一下，

1号灯为由南向西的左转灯，2号灯为由南向北的直行灯，3号灯为由南向东的右转灯。

4号灯为由东向北的右转灯，5号灯为由东向西的直行灯，6号灯为由东向南的左转灯。

7号灯为由北向西的右转灯，8号灯为由北向南的直行灯，9号灯为由北向东的左转灯。

10号灯为由西向北的左转灯，11号灯为由西向东的直行灯，12号灯为由西向南的右转灯。

然后根据匹配的原则，大概就是这么一张图：

我们就可以得到：

这四组信号灯。

到这里我们思路就很清晰了，我们可以分别为每一组信号灯开一个进程，然后使四个进程循环交替进行就实现了绿灯的转换。使用了程的同步技术。

当然，我们都已经开了四个进程了，为了锦上添花，我当然不介意再加个小车了hhhhhh

实验结果图：

源代码：

light类：

package traffic;

public class light {

int x,y; //灯在画布上的位置

boolean status; //灯的状态

public light(int x,int y,boolean islight) {

this.x=x;

this.y=y;

this.status=islight;

}

public void setlight(boolean sta) { //对外接口更改灯的状态

this.status=sta;

}

}

lamp类：

package traffic;

public class lamp implements Runnable {

light opposite, now; //相互匹配的两个灯

int greentime; //绿灯亮的时间

int name; //编组

boolean status; //状态

static Object lock = new Object();

public lamp(light l0, light l2,int gt, boolean st, int name) {

now = l0;

opposite = l2;

status = st;

greentime = gt;

this.name = name;

lightstatues();

}

public void change() {

this.status = !(this.status);

lightstatues();

}

public void setgreentime(int time) {

this.greentime=time;

}

public int getgreentime() {

return this.greentime;

}

public void lightstatues() {

opposite.setlight(status);

now.setlight(status);

}

public void run() {

while (true) {

synchronized (lock) { //使用synchronized实现进程间的互斥

if (name == mainclass.panel.islight) { //使用辅助变量实现进程按顺序循环

//System.out.println("now is: "+name);

change();

mainclass.panel.repaint();

try {

Thread.sleep(greentime);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

lock.notifyAll(); //唤醒其他进程

change();

mainclass.panel.LampChange();

mainclass.panel.repaint();

try {

lock.wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

} else {

try {

lock.wait(); //挂起进程

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

}

}

Mypanel类：

package traffic;

import java.awt.Color;

import java.awt.Graphics;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Random;

import javax.swing.JPanel;

public class Mypanel extends JPanel {

light l0,l2,l3,l4,l5,l6,l7,l8,l9,l10,l11,l12; //十二个灯

lamp lamp1,lamp2,lamp3,lamp4; //四组信号灯

static int islight; //实现进程循环的辅助变量

Random r=new Random();

static public ArrayList lightlist= new ArrayList(); //使用list方便遍历每个灯

static public ArrayList carlist= new ArrayList();          //方便遍历每个车

public Mypanel() {

// TODO Auto-generated constructor stub

l0=addlist(l0, 212, 316, false);

l2=addlist(l2, 242, 316, false);

l3=addlist(l3, 272, 316, true);

l4=addlist(l4, 316, 116, true);

l5=addlist(l5, 316, 146, false);

l6=addlist(l6, 316, 176, false);

l7=addlist(l7,116 , 70, true);

l8=addlist(l8, 146, 70, false);

l9=addlist(l9, 176, 70, false);

l10=addlist(l10, 70, 212, false);

l11=addlist(l11, 70, 242, false);

l12=addlist(l12, 70, 272, true

lamp1=new lamp(l9,l0,2000,false,0);

lamp2=new lamp(l11,l5,2000,false,1);

lamp3=new lamp(l10,l6,2000,false,2);

lamp4=new lamp(l8,l2,2000,false,3);

islight = 0 ;

Thread t1=new Thread(lamp1); //创建并启动线程

Thread t2=new Thread(lamp2);

Thread t3=new Thread(lamp3);

Thread t4=new Thread(lamp4);

t1.start();

t2.start();

t3.start();

t4.start();

}

light addlist(light a,int x,int y,boolean sta) {

a=new light(x,y,sta);

lightlist.add(a);

return a;

}

public void addcar() { //生成小车

int now,next;

now=r.nextInt(4);

next=r.nextInt(4);

car testcar=null;

while(now==next)

next=r.nextInt(4);

switch(now) {

case 0:

testcar=new car(now,next,l0,l2,l3);

break;

case 1:

testcar=new car(now,next,l6,l5,l4);

break;

case 2:

testcar=new car(now,next,l9,l8,l7);

break;

case 3:

testcar=new car(now,next,l10,l11,l12);

break;

}

carlist.add(testcar);

Thread catt=new Thread(testcar);

catt.start();

}

public void LampChange() {

islight=(islight+1)%4;

}

public void paint(Graphics g) {

super.paint(g);

g.setColor(Color.darkGray); //画路

g.fillRect(0, 100, 400, 6);

g.fillRect(0, 300, 400, 6);

g.fillRect(100, 0, 6, 400);

g.fillRect(300, 0, 6, 400);

g.setColor(Color.gray);

g.fillRect(0, 200, 400, 2);

g.fillRect(200, 0, 2, 400);

g.setColor(Color.blue);

g.setColor(Color.black); //画信号灯板

g.fillRect(202,306, 100, 40);

g.fillRect(306,106, 40, 100);

g.fillRect(106,60, 100, 40);

g.fillRect(60,202,40, 100);

light temp;

car buf;

for(int i=0;i

buf=carlist.get(i);

g.setColor(Color.BLUE);

g.fillRect(buf.x, buf.y, 50, 50);

}

for(int i=0;i

temp=lightlist.get(i);

if(temp.status)

g.setColor(Color.green);

else

g.setColor(Color.RED);

g.fillOval(temp.x, temp.y, 20, 20);

}

}

}

welcomepanel类：

package traffic;

import java.awt.Color;

import java.awt.Font;

import java.awt.Graphics;

import javax.swing.JPanel;

public class welcomepanel extends JPanel implements Runnable{ //开始界面

int info = 0;

Boolean isLive=true;

public void paint(Graphics g) {

super.paint(g);

g.fillRect(0, 0, 420,450);

g.setColor(Color.red);

g.setFont(new Font("微软雅黑", Font.BOLD, 30));

if (info % 2 == 0) {

g.drawString("多线程红绿灯模拟", 80, 150);

}

}

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

while (true) {

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

info++;

this.repaint();

if (isLive == false) {

break;

}

}

}

}

set类：

package traffic;

import java.awt.FlowLayout;

import java.awt.GridLayout;

import java.awt.event.ActionEvent;

import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.JButton;

import javax.swing.JDialog;

import javax.swing.JFrame;

import javax.swing.JLabel;

import javax.swing.JOptionPane;

import javax.swing.JPanel;

import javax.swing.JTextField;

public class set extends JFrame implements ActionListener { //设置界面

JLabel lab1,lab2,lab3,lab4;

JTextField jtext1,jtext2,jtext3,jtext4;

JPanel panel1,panel2,panel3,panel4;

JButton jb1,jb2;

int time1,time2,time3,time4;

public set(){

lab1=new JLabel("南北左转东西：");

lab2=new JLabel("东西直行：");

lab3=new JLabel("东西左转南北：");

lab4=new JLabel("南北直行：");

time1=mainclass.panel.lamp1.getgreentime();

time2=mainclass.panel.lamp2.getgreentime();

time3=mainclass.panel.lamp3.getgreentime();

time4=mainclass.panel.lamp4.getgreentime();

jtext1=new JTextField(String.valueOf(time1));

jtext2=new JTextField(String.valueOf(time2));

jtext3=new JTextField(String.valueOf(time3));

jtext4=new JTextField(String.valueOf(time4));

jb1=new JButton("确定");

jb1.addActionListener(this);

jb2=new JButton("取消");

jb2.addActionListener(this);

this.setLayout(new GridLayout(5,2,10,5));

this.add(lab1);

this.add(jtext1);

this.add(lab2);

this.add(jtext2);

this.add(lab3);

this.add(jtext3);

this.add(lab4);

this.add(jtext4);

this.add(jb1);

this.add(jb2);

this.setLocationRelativeTo(null);

this.setSize(200, 200);

this.setDefaultCloseOperation(JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE);

this.setResizable(false);

this.setVisible(true);

}

public void actionPerformed(ActionEvent e) {

if(e.getSource()==jb1) {

if(jtext1.getText().length()==0||jtext2.getText().length()==0||jtext3.getText().length()==0||jtext4.getText().length()==0)

JOptionPane.showMessageDialog(this, "请输入完整数据！", "错误", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);

else {

mainclass.panel.lamp1.setgreentime(Integer.parseInt(jtext1.getText()));

mainclass.panel.lamp2.setgreentime(Integer.parseInt(jtext2.getText()));

mainclass.panel.lamp3.setgreentime(Integer.parseInt(jtext3.getText()));

mainclass.panel.lamp4.setgreentime(Integer.parseInt(jtext4.getText()));

this.dispose();

}

}else if(e.getSource()==jb2){

this.dispose();

}

}

}

mainclass主类：

package traffic;

import java.awt.event.ActionEvent;

import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.JFrame;

import javax.swing.JMenu;

import javax.swing.JMenuBar;

import javax.swing.JMenuItem;

import javax.swing.JOptionPane;

public class mainclass extends JFrame implements ActionListener{

static Mypanel panel;

JMenuBar jmb;

JMenu jm1, jm2;

JMenuItem jmi1, jmi2,jmi3,jmi4;

welcomepanel sp;

mainclass(){

this.setTitle("traffic lamp");

this.setSize(420,450);

this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

jmb=new JMenuBar();

jm1=new JMenu("控制");

jm2=new JMenu("设置");

jmi1=new JMenuItem("开始模拟");

jmi1.addActionListener(this);

jmi2=new JMenuItem("退出模拟");

jmi2.addActionListener(this);

jmi3=new JMenuItem("随机生成小车");

jmi3.addActionListener(this);

jmi4=new JMenuItem("更改绿灯时间");

jmi4.addActionListener(this);

jm1.add(jmi1);

jm1.add(jmi2);

jm1.add(jmi3);

jm2.add(jmi4);

jmb.add(jm1);

jmb.add(jm2);

this.setJMenuBar(jmb);

sp=new welcomepanel();

Thread t=new Thread(sp);

t.start();

this.setContentPane(sp);

this.setLocationRelativeTo(null);

this.setResizable(false);

this.setVisible(true);

}

public void actionPerformed(ActionEvent e) {

if(e.getSource()==jmi1) {

sp.isLive=false;

this.remove(sp);

panel = new Mypanel();

this.setContentPane(panel);

this.setVisible(true);

}else if(e.getSource()==jmi2) {

System.exit(0);

}else if(e.getSource()==jmi3) {

if(panel==null)

JOptionPane.showMessageDialog(this, "请开始模拟再生成小车", "错误", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);

else panel.addcar();

}else if (e.getSource() == jmi4) {

if(mainclass.panel==null)

JOptionPane.showMessageDialog(this, "请开始模拟再进行设置", "错误", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);

else new set();

}

}

public static void main(String[] args) {

new mainclass();

}

}

多线程正确性测试：

我们在lamp类的run()方法中添加了一句控制台打印命令，每次进程运行时即会打印此进程的name成员

正确的打印结果应该为 0-1-2-3-4-0-1-2-3-4-.......-1-2-3-....

控制台的输出结果为：

符合预测结果，实验完成！

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。