红绿灯JAVA课程设计报告.docx
《红绿灯JAVA课程设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《红绿灯JAVA课程设计报告.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
红绿灯JAVA课程设计报告
合肥学院
计算机科学与技术系
课程设计报告
2012～2013学年第一学期
课程
课程设计名称学生姓名
学号
专业班级
指导教师
2013
JAVA语言
JAVA语言课程设计朱鹏飞
1104011011
11级计本（3）班檀明、张艳明
年
1月
一、课程设计目的
通过课程设计，学生在下述各方面的能力应该得到锻炼：
（1）进一步巩固、加深学生所学专业课程《JAVA语言教程》的基本理论知识，理论联系实际，进一步培养学生综合分析问题，解决问题的能力。
（2）全面考核学生所掌握的基本理论知识及其实际业务能力，从而达到提高学生素质的最终目的。
（3）利用所学知识，开发小型应用系统，掌握运用JAVA语言编写调试应用系统程序，训练独立开发应用系统，进行数据处理的综合能力。
（4）对于给定的设计题目，如何进行分析，理清思路，并给出相应的数学模型。
（5）熟练掌握JAVA语言的GUI设计、多线程技术，灵活运用各种类库。
二、课程设计名称及内容
名称：
交通灯模拟程序
内容：
设计一个交通灯管理的模拟程序，实现在一个十字路口的交通管理三、任务和要求
1．设计程序界面，画出十字路口和交通灯。
2．可以手工设置红、绿等的时间间隔，程序按设定值自动变换每个路口的交通灯颜色。
3．随机产生一些车辆，这些车辆遵守红灯停、绿灯行的交通规则。
四、设计方案提示
分别设置两个线程代表东西和南北方向的交通灯，根据设定值变换交通灯颜色
每个车辆对应一个线程，利用线程技术实现车辆的红灯停、绿灯行的行为五、总体设计思路
从实验的要求上看，要实现交通灯的管理，需要解决的问题有两大部分：
（一）绘制出交通灯及路口上的线路，以界面的形式展现出来。
以此作为程序运行的一个进程。
（二）程序对交通灯时间按计数器进行监听，倒计时时间为0的时候就进行切换。
同时设置文本框，当操作员将时间写入文本框当中之后，点击确定按钮就将程序中的红绿灯的时间重置。
以此作为一个线程。
（三）随机在各个路口产生车辆，符合条件则通过，不符合条件则暂停。
以此作为程序运行的另一个进程。
程序中用到的6个类，介绍如下：
1．主类：
TrafficLight
该类是从Jframe类中继承过来的，该类当中定义了文本框、文本区、按钮这些对象成员变量。
然后，在主类的构造方法中，设置窗口的大小并将这些组添加到窗口容器当中。
这些组建是采用默认的顺序布局，根据设定的大小和其实位置添加到容器中。
为“确定”按钮注册监听器，对其动作进行监听。
在try-catch中处理的是：
从文本框中获取数据并将其转换成整型作为红绿灯的时间，在对设置的红绿灯时间进行修改。
异常处理的方式是输出当前异常所产生的位置。
在主方法当中，是创建一个TrafficLight类的对象，通过构造方法来实现所需的功能。
2．绘制窗口的类Luche
该类是JPanel类的子类，该类当中含有的方法及其作用如下：
（1）该类当中的一个构造方法Luche（）
该方法的功能是将被十字路分割成的四块区域的背景设置为绿色。
（2）绘制界面的方法（即该类中程序的执行入口）：
publicvoidpaint（Graphicsg1）
设置十字路口，即根据具体的坐标绘制两个构成“十”字的道路。
再根据车子的位置用for循环创建对象，以车子对象的两个成员变量（横纵坐标值）作为绘制填充圆的圆心所在位置，以及根据相应的矩形大小绘制填充圆。
对这几个灯进行判断，在其位红色、绿色的情况下，对其进行不同的处理。
加载图片对象，用try-catch对异常处理，加载是时间间隔为10毫秒。
（3）repaint（）方法，循环的调用paint（）方法。
（4）publicListgetCars（）、publicvoidsetCars（Listcars）这两个方法的作用是：
返回Car,即加Car移出，另一个是将获得Car赋给该类当中的成员变量。
（5）lauch（）
该方法的作用就是：
创建是三个线程对象，分别是界面的绘制的、车子对象的创建、时间倒计时对象。
（6）其他的一些方法：
这些方法的作用就是盘对灯的颜色，然后将该类当中的成员变量附上该值。
3.随机产生车子线程类：
classCarThreadimplementsRunnable
该类的功能是实现Runnable接口功能：
在run（）方法中，用while循环，在永真的条件下，将car对象添加到其中。
用try-catch处理异常，在产生异常的情况下，就输出该异常对象。
4.控制小车子行驶的线程类：
classCarRunThreadimplementsRunnable
控制的原理同上，再永真的while循环当中，产生Car对象，对其类型（所在
的位置）进行判断然后根据不同的线路将其移除（在满足条件的情况下）。
该类当中有一个方法：
privatebooleanhasObstructor（Carcar,Listcars），用来判断这个车子及其行驶的方向上是否有障碍物，在有和无的情况下分别作不同的处理。
5.时间倒计时：
publicclassPaintThreadimplementsRunnable
这个方法主要作用是对倒计时的时间进行根性，根性的周期在try-catch中进行控制，设置为1秒。
5.车子类:
classCar
该类当中的一个构造方法：
用一个随机数产生器产生随机0-3这四个随机整数，由这4个数来确定产生的车子的起始坐标，即确定车子的行驶方向。
同时，这里有6个方法对这些车子对象的3个成员变量进行赋值。
6.创建车子的类：
classCarFactory
该类当中只有一个方法，这个方法就是使创建一个Car类的对象，并返回这个类对象。
六、具体设计
各个类之间的关系：
主类：
TrafficLight
绘制窗口类的对象
该类父类：
Jframe
标签对象：
greenlight_label、
Luchelucheredlight_label
作为成员变量
文本框对象：
redlight_field、
greenlight_field
按钮对象：
btn_set
容器类的子类：
classLucheextendsJPanel
用循环创建Car类的对象
绘图类对象Graphicsg（闭屏获取图片）Graphicsg1（播放图片）
创建并启动3个线程对象
newPaintThread（）newCarThread（）newCarRunThread（）
车运动的类CarRunThrea
时间倒计时（类）：
产生小车的类：
PaintThreaCarThread
实现Runnable接口
实现Runnable接口
实现Runnable接口
同时调用了CarFactory类中的方法
创建并返回Car对象
以上各个类的具体实现如下：
1.Car类：
通过产生0-3之间的随机数，初始化3个成员变量。
3个成员变量
包含的方法
对应的方法的功能
车子所在横坐标privateintx
getX（）、setX（intx）
获取横坐标、设置横坐标为当前获取的值
车子所在纵坐标privateinty
getY（）、setY（inty）
获取纵坐标、设置纵坐标为当前纵坐标
车子行驶的方向
privateinttype;
getType（）、
setType（inttype）
获取编号、设置编号为
当前编号（即车子的行驶方向）
2.产生车子的类：
classCarFactory
该类当中仅有一个静态方法：
publicstaticCargetCar（）
执行的语句：
returnnewCar（）;
其功能就是穿件Car对象，同时返回该对象。
3．时间倒计时的类：
publicclassPaintThreadimplementsRunnable
变量j：
全局变量（记录显示的时间）
执行的方法：
publicvoidrun（）
方法中执行了一个循环：
for（inti=0;itry{
Thread.sleep（1000）;//暂停1秒
}catch（InterruptedExceptione）{
e.printStackTrace（）;//输出异常所在的位置
}
结合，在没有异常的情况下，即循环的周期为1秒（时间更新周期）。
在循环周期类：
由于程序运行的时间的影响，经调试分析：
设置的红绿灯的时间应大于5秒for（inti=0;iif（i==0）{//程序开始运行
j=0;//开始设置南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮redStatus=true;
greenStatus=false;
}
elseif（i==redTimes）{
j=0;//当时间周期到来时，两路口的交通灯也进行切换
redStatus=false;
greenStatus=true;
}
elseif（i==redTimes+greenTimes）{
j=0;//实际是不能出现的状态（即所有方向上的灯都不
亮）
redStatus=false;
greenStatus=false;
}
repaint（）;
j++;//执行周期的记录
if（i==redTimes+greenTimes）
i=-1;
}
实现的功能是：
在执行周期内循环执行交通灯颜色的切换，在达到周期的前一秒，将计时变量重新设置到初始状态。
4．控制车子运动的类：
classCarRunThreadimplementsRunnable
方法一：
publicvoidrun（）
外循环:
while（true）//条件为永真
内循环：
for（inti=0;i实现的功能判断如下：
（以一个条件为例）
if（car.getType（）==0）//对对象的类型进行判断
{
if（car.getX（）>2000）
{//条件是已经超出了界面的边界范围，将其移除cars.remove（car）;
i--;
continue;//结束本次循环跳转至下次循环
}
if（（Luche.this.isGreenStatus（）&&Math.abs（car.getX（）-
210）<5）||hasObstructor（car,cars））
{continue;}//条件是：
//绿灯是是亮的但车距边界已小于
5像素或者是车子不可移动
else
{car.setX（car.getX（）+5）;}//在满足移动的条件下，将车子
的右移5个像素单位
}
这个进程的周期是：
Thread.sleep（50）;//进程暂停50毫秒
方法二：
判断是否有障碍物
privatebooleanhasObstructor（Carcar,Listcars）
分别对4个方向进行判断（选择其一方向）
if（car.getType（）==0）{//西->东方向
for（inti=0;iCarcar2=（Car）cars.get（i）;//从已有的车子线程中取出下一个线程对象赋给当前新创建的对象
intdistance=（car2.getX（）-car.getX（））;//判断这两个对象之间的距离if（car2.getType（）==0&&distance<30&&distance>0）
returntrue;//没有障碍物的条件是：
两者距离在30像素之间
}
}
在不成立的条件下，返回false，但只用了一个。
因为在每次用到的时候，看上去是有4个判断，但真正只会执行其中一个（单线程）。
5．随机产生小车的线程
在while（true）循环体中执行：
添加车子：
cars.add（CarFactory.getCar（））;
进程的周期为1秒：
Thread.sleep（（long）（Math.random（）*1200））;
6．绘制界面的类：
classLucheextendsJPanel
变量列表显示如下：
变量名、类型及修饰符
功能
privateBooleanredStatus
控制南北方向的红灯，初值为false
privateBooleangreenStatus
控制东西方向的绿灯，初值为false
privateintredTimes
记录红灯时间周期
privateintgreenTimes
记录绿灯的时间周期
intj=0
全局变量，记录执行次数
privateListcars
动态数组存储车子线程对象
方法列表显示如下：
方法名
功能
Luche（）
构造方法，仅用来设置界面的背景颜色
paint（）
创建的对象有：
Imageimage、Graphicsg、Colorc=g.getColor（）;//创建颜色类对象，并获取当期的颜色；
Carcar=（Car）cars.get（i）;//用循环创建Car类对象，赋上的值是已存在的对象数组中的同类对象；
if（redStatus==true）{//南北方向红灯亮
即：
根据对象的值，绘制交通灯的位置和颜色
publicvoid
setRedStatus（boolean
redStatus）
this.redStatus=redStatus;//给当前对象附上更新之后的值
publicboolean
isGreenStatus（）
returngreenStatus;
publicvoid
setGreenStatus（boolean
greenStatus）
this.greenStatus=greenStatus;
publicint
getRedTimes（）
returnredTimes;//获取文本框中的红灯设置时间
publicvoid
setRedTimes（int
redTimes）
this.redTimes=redTimes;//更新红灯设置时间
publicint
getGreenTimes（）
returngreenTimes;
publicvoid
setGreenTimes（int
greenTimes）
this.greenTimes=greenTimes;
publicList
getCars（）
returncars;//返回从动态数组中产生车子对象
Publicvoid
setCars（Listcars）
this.cars=cars;//将该时间点上的车子对象赋值给正在执行的车子线程
publicvoidlauch（）
创建3个线程
newThread（newPaintThread（））.start（）;
newThread（newCarThread（））.start（）;
newThread（newCarRunThread（））.start（）;
7．主类：
publicclassTrafficLightextendsJFrame
（1）含有的成员
①标签：
privateJLabelredlight_label=newJLabel（"红灯时间:
秒"）;
privateJLabelgreenlight_label=newJLabel（"绿灯时间:
秒"）;
②文本框：
privateJTextFieldredlight_field=newJTextField（）;
privateJTextFieldgreenlight_field=newJTextField（）;
③按钮
privateJButtonbtn_set=newJButton（"设置"）;
④容器类的子类对象
privateLucheluche=newLuche（）;
（2）方法：
构造方法：
publicTrafficLight（）
实现的功能是：
添加组件，
动作处理：
publicvoidactionPerformed（ActionEventarg0）{//该方法对发生在按钮上的事件进行处理
//异常处理
try{
intredTimes=
Integer.parseInt（redlight_field.getText（））;//获取设置时间的文本框中的文本并转换成整形
intgreenTimes=
Integer.parseInt（greenlight_field.getText（））;
if（redTimesgreenTimes=redTimes;
elseif（redTimes>greenTimes）
redTimes=greenTimes;
//当获得了值之后就对开始设定的进行修改luche.setRedTimes（redTimes）;
luche.setGreenTimes（greenTimes）;
}catch（NumberFormatExceptione）{}//异常处理
}
说明：
由于程序能够运行简单，在设置时间之后，将红绿灯的时间间隔均设置为等长的。
即用上述的
if（redTimesgreenTimes=redTimes;
elseif（redTimes>greenTimes）
redTimes=greenTimes;
解决该问题。
主方法功能：
newTrafficLight（）;//创建对象，通过构造方法的调用使程序运行
程序运行的结果：
1.未手动设置红绿灯的时间：
2.手动设置时间之后：
（1）第一组测试数据：
（2）第二组测试数据：
七、总结
Java课程设计编写的程序是不仅要实现一个单一的功能，而且是要对一个任务做多个操作，并将这些功能合理的组合到一起。
这样更加适用于对现实问题的解决能力。
比如，我所做的的课题：
十字路口红绿灯模拟，不仅要用GUI绘制图形，而且还要用两个线程分别对交通灯和车辆进行处理。
通过这样一次比较大的实验，提高了我将所学的各个知识点综合到一起应用，而且还学到了以前没有学到的知识，比如：
将java和数据库SQLserver相连接。
实现java语言对数据库的操纵。
令我印象最深的一点就是，在课程设计的时候，可以检查到自己平时学习的疏漏点。
比如：
在编写对时间计数的时候处理的情况少了一种
elseif（i==redTimes+greenTimes）{
j=0;
redStatus=false;
greenStatus=false;
}
一旦，在文本框中输入数据的时候，程序就会运行错误，时间就异常的终止，导致红绿灯不能进行切换。
这个错误，让我明白了：
在编程时，对于时间的处理的时候要考虑全面，这样才能增加程序的健壮性。
但有时确实就不能考虑那么全面，所以就要反复调试（选择不同的测试数据）。
检错与改错的能力还是要靠多写一些程序，多分析，掌握经验。
在这次课程设计当中，通过对一个对象的功能的逐步分解、细化，在用类、方法来完成每一个小的细节，最终通过在组合实现总体的功能了。
通过这次课程设计，我也想向学校里提一些建议：
最重要的一点就是时间安排问题上，一个是时间安排的太少了，因为java课程设计要实现的功能是很多的，并且java的内容多；另一个就是时间安排的不合理，安排在最后两周，但这段时间会有很多课程要考试，所以还要有时间来复习，这样就更紧张，导致很多学生的程序不是自己来思考和编写的。
这样，课程设计也就不会达到预期的作用啦！
八、其它
程序设计可在Eclipse、JDK1.5或JBuilder环境下实现
九、参考资料
[1]
[2]
[3]
[4]
吕凤羽、马皓《JAVA程序设计》清华大学出版社耿祥义《JAVA课程设计》清华大学出版
黄小东《Java课程设计案例精编》中国水利水电出版社印旻《Java与面向对象程序设计》清华大学出版社
升级会员 