紅綠燈JAVA課程設計報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上合肥學院計算機科學與技術(shù)系課程設計報告20122013學年第一學期課程 JAVA語言課程設計名稱JAVA語言課程設計學生姓名朱鵬飛學號專業(yè)班級11級計本（3）班指導教師檀明、張艷明2013 年 1 月一、 課程設計目的通過課程設計，學生在下述各方面的能力應該得到鍛煉：（1）進一步鞏固、加深學生所學專業(yè)課程JAVA語言教程的基本理論知識，理論聯(lián)系實際，進一步培養(yǎng)學生綜合分析問題，解決問題的能力。 （2）全面考核學生所掌握的基本理論知識及其實際業(yè)務能力，從而達到提高學生素質(zhì)的最終目的。 （3）利用所學知識，開發(fā)小型應用系統(tǒng)，掌握運用JAVA語言編寫調(diào)試應用系統(tǒng)程序，訓練獨

2、立開發(fā)應用系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)處理的綜合能力。（4）對于給定的設計題目，如何進行分析，理清思路，并給出相應的數(shù)學模型。 （5）熟練掌握JAVA語言的GUI設計、多線程技術(shù)，靈活運用各種類庫。二、 課程設計名稱及內(nèi)容名稱：交通燈模擬程序內(nèi)容：設計一個交通燈管理的模擬程序，實現(xiàn)在一個十字路口的交通管理三、 任務和要求1 設計程序界面，畫出十字路口和交通燈。2 可以手工設置紅、綠等的時間間隔，程序按設定值自動變換每個路口的交通燈顏色。3 隨機產(chǎn)生一些車輛，這些車輛遵守紅燈停、綠燈行的交通規(guī)則。四、 設計方案提示分別設置兩個線程代表東西和南北方向的交通燈，根據(jù)設定值變換交通燈顏色每個車輛對應一個線程，利用線

3、程技術(shù)實現(xiàn)車輛的紅燈停、綠燈行的行為五、 總體設計思路從實驗的要求上看，要實現(xiàn)交通燈的管理，需要解決的問題有兩大部分：（一）繪制出交通燈及路口上的線路，以界面的形式展現(xiàn)出來。以此作為程序運行的一個進程。（二）程序?qū)煌魰r間按計數(shù)器進行監(jiān)聽，倒計時時間為0的時候就進行切換。同時設置文本框，當操作員將時間寫入文本框當中之后，點擊確定按鈕就將程序中的紅綠燈的時間重置。以此作為一個線程。（三）隨機在各個路口產(chǎn)生車輛，符合條件則通過，不符合條件則暫停。以此作為程序運行的另一個進程。程序中用到的6個類，介紹如下：1主類：TrafficLight該類是從Jframe類中繼承過來的，該類當中定義了文本框、文

4、本區(qū)、按鈕這些對象成員變量。然后，在主類的構(gòu)造方法中，設置窗口的大小并將這些組添加到窗口容器當中。這些組建是采用默認的順序布局，根據(jù)設定的大小和其實位置添加到容器中。為“確定”按鈕注冊監(jiān)聽器，對其動作進行監(jiān)聽。在try-catch中處理的是：從文本框中獲取數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成整型作為紅綠燈的時間，在對設置的紅綠燈時間進行修改。異常處理的方式是輸出當前異常所產(chǎn)生的位置。在主方法當中，是創(chuàng)建一個TrafficLight類的對象，通過構(gòu)造方法來實現(xiàn)所需的功能。2繪制窗口的類Luche該類是JPanel類的子類，該類當中含有的方法及其作用如下：（1）該類當中的一個構(gòu)造方法Luche()該方法的功能是將被十

5、字路分割成的四塊區(qū)域的背景設置為綠色。（2）繪制界面的方法（即該類中程序的執(zhí)行入口）：public void paint(Graphics g1) 設置十字路口，即根據(jù)具體的坐標繪制兩個構(gòu)成“十”字的道路。再根據(jù)車子的位置用for循環(huán)創(chuàng)建對象，以車子對象的兩個成員變量（橫縱坐標值）作為繪制填充圓的圓心所在位置，以及根據(jù)相應的矩形大小繪制填充圓。對這幾個燈進行判斷，在其位紅色、綠色的情況下，對其進行不同的處理。加載圖片對象，用try-catch對異常處理，加載是時間間隔為10毫秒。（3）repaint()方法，循環(huán)的調(diào)用paint()方法。（4）public List<Car> ge

6、tCars()、public void setCars(List<Car> cars)這兩個方法的作用是：返回Car,即加Car移出，另一個是將獲得Car賦給該類當中的成員變量。（5）lauch()該方法的作用就是：創(chuàng)建是三個線程對象，分別是界面的繪制的、車子對象的創(chuàng)建、時間倒計時對象。（6）其他的一些方法：這些方法的作用就是盤對燈的顏色，然后將該類當中的成員變量附上該值。3.隨機產(chǎn)生車子線程類：class CarThread implements Runnable該類的功能是實現(xiàn)Runnable接口功能：在run（）方法中，用while循環(huán)，在永真的條件下，將car對象添加到其中

7、。用try-catch處理異常，在產(chǎn)生異常的情況下，就輸出該異常對象。4.控制小車子行駛的線程類：class CarRunThread implements Runnable控制的原理同上，再永真的while循環(huán)當中，產(chǎn)生Car對象，對其類型（所在的位置）進行判斷然后根據(jù)不同的線路將其移除（在滿足條件的情況下）。該類當中有一個方法：private boolean hasObstructor(Car car, List<Car> cars)，用來判斷這個車子及其行駛的方向上是否有障礙物，在有和無的情況下分別作不同的處理。5.時間倒計時：public class PaintThread

8、 implements Runnable 這個方法主要作用是對倒計時的時間進行根性，根性的周期在try-catch中進行控制，設置為1秒。5.車子類:class Car該類當中的一個構(gòu)造方法：用一個隨機數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生隨機0-3這四個隨機整數(shù)，由這4個數(shù)來確定產(chǎn)生的車子的起始坐標，即確定車子的行駛方向。同時，這里有6個方法對這些車子對象的3個成員變量進行賦值。6.創(chuàng)建車子的類：class CarFactory該類當中只有一個方法，這個方法就是使創(chuàng)建一個Car類的對象，并返回這個類對象。六、 具體設計各個類之間的關(guān)系：主類 ：TrafficLight 該類父類：Jframe 繪制窗口類的對象 標簽對

9、象：greenlight_label、 Luche luche redlight_label 作為成員變量 文本框?qū)ο螅簉edlight_field、 greenlight_field 按鈕對象：btn_set容器類的子類：class Luche extends JPanel 用循環(huán)創(chuàng)建 Car類的對象 繪圖類對象 Graphics g（閉屏獲取圖片） Graphics g1（播放圖片） 創(chuàng)建并啟動3個線程對象 new PaintThread() new CarThread() new CarRunThread() 車運動的類CarRunThrea 時間倒計時（類）： 產(chǎn)生小車的類： Pain

10、tThrea CarThread 實現(xiàn)Runnable接口 實現(xiàn)Runnable接口實現(xiàn)Runnable接口 同時調(diào)用了CarFactory類中的方法 創(chuàng)建并返回Car對象以上各個類的具體實現(xiàn)如下：1. Car類：通過產(chǎn)生0-3之間的隨機數(shù)，初始化3個成員變量。3個成員變量包含的方法對應的方法的功能車子所在橫坐標private int xgetX()、setX(int x)獲取橫坐標、設置橫坐標為當前獲取的值車子所在縱坐標private int ygetY()、setY(int y)獲取縱坐標、設置縱坐標為當前縱坐標車子行駛的方向private int type;getType()、setTy

11、pe(int type)獲取編號、設置編號為當前編號（即車子的行駛方向）2.產(chǎn)生車子的類：class CarFactory 該類當中僅有一個靜態(tài)方法：public static Car getCar()執(zhí)行的語句：return new Car();其功能就是穿件Car對象，同時返回該對象。3時間倒計時的類：public class PaintThread implements Runnable變量j：全局變量（記錄顯示的時間）執(zhí)行的方法：public void run()方法中執(zhí)行了一個循環(huán)：for (int i = 0; i < redTimes+greenTimes; i+)i用來記

12、錄次數(shù)；再與異常處理try Thread.sleep(1000);/暫停1秒 catch (InterruptedException e) e.printStackTrace();/輸出異常所在的位置結(jié)合，在沒有異常的情況下，即循環(huán)的周期為1秒（時間更新周期）。在循環(huán)周期類：由于程序運行的時間的影響，經(jīng)調(diào)試分析：設置的紅綠燈的時間應大于5秒for (int i = 0; i < redTimes+greenTimes; i+) if(i=0) /程序開始運行j = 0; /開始設置南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮redStatus = true;greenStatus = false;el

13、se if(i=redTimes)j = 0;/當時間周期到來時，兩路口的交通燈也進行切換redStatus = false;greenStatus = true;else if(i=redTimes+greenTimes)j = 0;/實際是不能出現(xiàn)的狀態(tài)（即所有方向上的燈都不亮）redStatus = false;greenStatus =false;repaint();j+;/執(zhí)行周期的記錄if (i = redTimes+greenTimes)i = -1;實現(xiàn)的功能是：在執(zhí)行周期內(nèi)循環(huán)執(zhí)行交通燈顏色的切換，在達到周期的前一秒，將計時變量重新設置到初始狀態(tài)。4控制車子運動的類：clas

14、s CarRunThread implements Runnable方法一：public void run()外循環(huán):while(true)/條件為永真內(nèi)循環(huán)：for(int i = 0;i < cars.size();i + )/在車子對象數(shù)組不滿條件下實現(xiàn)的功能判斷如下：（以一個條件為例）if(car.getType() = 0)/對對象的類型進行判斷if(car.getX()>2000)/條件是已經(jīng)超出了界面的邊界范圍，將其移除cars.remove(car); i-; continue;/結(jié)束本次循環(huán)跳轉(zhuǎn)至下次循環(huán)if(Luche.this.isGreenStatus()&

15、amp;& Math.abs(car.getX()-210)<5 ) | hasObstructor(car,cars)continue;/條件是：/綠燈是是亮的但車距邊界已小于5像素或者是車子不可移動elsecar.setX(car.getX()+5);/在滿足移動的條件下，將車子的右移5個像素單位這個進程的周期是：Thread.sleep(50);/進程暫停50毫秒方法二：判斷是否有障礙物private boolean hasObstructor(Car car, List<Car> cars) 分別對4個方向進行判斷（選擇其一方向）if(car.getType(

16、)=0)/西->東方向for(int i = 0;i < cars.size();i + )Car car2 = (Car) cars.get(i);/從已有的車子線程中取出下一個線程對象賦給當前新創(chuàng)建的對象int distance = (car2.getX()-car.getX();/判斷這兩個對象之間的距離if(car2.getType()=0 && distance < 30 && distance>0)return true;/沒有障礙物的條件是：兩者距離在30像素之間在不成立的條件下，返回false，但只用了一個。因為在每次用到

17、的時候，看上去是有4個判斷，但真正只會執(zhí)行其中一個（單線程）。5隨機產(chǎn)生小車的線程在while(true)循環(huán)體中執(zhí)行：添加車子：cars.add(CarFactory.getCar();進程的周期為1秒：Thread.sleep(long)(Math.random()*1200);6繪制界面的類：class Luche extends JPanel變量列表顯示如下：變量名、類型及修飾符 功能private Boolean redStatus控制南北方向的紅燈，初值為falseprivate Boolean greenStatus控制東西方向的綠燈，初值為falseprivate int re

18、dTimes記錄紅燈時間周期private int greenTimes記錄綠燈的時間周期int j = 0全局變量，記錄執(zhí)行次數(shù)private List<Car> cars動態(tài)數(shù)組存儲車子線程對象方法列表顯示如下：方法名功能Luche()構(gòu)造方法，僅用來設置界面的背景顏色paint( )創(chuàng)建的對象有：Image image、Graphics g、Color c = g.getColor();/創(chuàng)建顏色類對象，并獲取當期的顏色；Car car = (Car) cars.get(i);/用循環(huán)創(chuàng)建Car類對象，賦上的值是已存在的對象數(shù)組中的同類對象；if (redStatus = t

19、rue) /南北方向紅燈亮即：根據(jù)對象的值，繪制交通燈的位置和顏色public void setRedStatus(boolean redStatus)this.redStatus = redStatus;/給當前對象附上更新之后的值public boolean isGreenStatus()return greenStatus;public void setGreenStatus(boolean greenStatus)this.greenStatus = greenStatus;public int getRedTimes()return redTimes;/獲取文本框中的紅燈設置時間pu

20、blic void setRedTimes(int redTimes)this.redTimes = redTimes;/更新紅燈設置時間public int getGreenTimes()return greenTimes;public void setGreenTimes(int greenTimes)this.greenTimes = greenTimes;public List<Car> getCars()return cars; /返回從動態(tài)數(shù)組中產(chǎn)生車子對象Public void setCars(List<Car> cars)this.cars = cars

21、;/將該時間點上的車子對象賦值給正在執(zhí)行的車子線程public void lauch()創(chuàng)建3個線程new Thread(new PaintThread().start();new Thread(new CarThread().start();new Thread(new CarRunThread().start();7主類：public class TrafficLight extends JFrame（1）含有的成員標簽：private JLabel redlight_label = new JLabel("紅燈時間: 秒");private JLabel greenl

22、ight_label = new JLabel("綠燈時間: 秒");文本框：private JTextField redlight_field = new JTextField();private JTextField greenlight_field = new JTextField();按鈕private JButton btn_set = new JButton("設置");容器類的子類對象private Luche luche = new Luche();（2）方法：構(gòu)造方法：public TrafficLight()實現(xiàn)的功能是：添加組件，動

23、作處理：public void actionPerformed(ActionEvent arg0) /該方法對發(fā)生在按鈕上的事件進行處理/異常處理 try int redTimes = Integer.parseInt(redlight_field.getText();/獲取設置時間的文本框中的文本并轉(zhuǎn)換成整形 int greenTimes = Integer.parseInt(greenlight_field.getText();if(redTimes<greenTimes) greenTimes=redTimes; else if(redTimes>greenTimes) re

24、dTimes=greenTimes; /當獲得了值之后就對開始設定的進行修改 luche.setRedTimes(redTimes); luche.setGreenTimes(greenTimes); catch (NumberFormatException e) /異常處理說明：由于程序能夠運行簡單，在設置時間之后，將紅綠燈的時間間隔均設置為等長的。即用上述的if(redTimes<greenTimes) greenTimes=redTimes; else if(redTimes>greenTimes) redTimes=greenTimes;解決該問題。主方法功能：new TrafficLight();/創(chuàng)建對象，通過構(gòu)造方法的調(diào)用使程序運行程序運行的結(jié)果：1.未手動設置紅綠燈的時間：2.手動設置時間之后：（1）第一組測試數(shù)據(jù)：（2）第二組測試數(shù)據(jù)：七、 總結(jié)Java 課程設計編寫的程序是不僅要實現(xiàn)一個單一的功能，而且是要對一個任務做多個操作，并將這些功能合理的組合到一起。這樣更加適用于對現(xiàn)實問題的解決能力。比如，我所做