作业描述

一个十字路口，共有四组红绿灯，每个路口的车辆都遵循“红灯停、绿灯行”的原则，假设将每一台汽车都作为一个进程，请设计良好的机制，展示出合理的“十字路口交通管理”情况。

作业要求

车辆数目：每个路口的车辆数目不超过5辆，程序能够提供参数来设定初始的车辆数目。

交通灯设定：初始情况一个路口为红灯、一个路口为绿灯；红灯变为绿灯的间隔为3秒，必须保持十字路口交通灯的设定正确。

车辆通行设定：路口宽度不限，对一个路口而言，只有当一辆车通过路口（越过对面路口的交通灯后）后，其后续车辆才能继续通过交通灯，车辆通过路口的时间可以固定、可以自行计算，但是不能为3秒。（即必须体现交通灯对通行的管制）。

实现要求：本道作业可以在Windows平台或Minix平台实现，在两种平台下，都必须实现动态界面展示，Windows平台可以使用GUI界面或者文本字符界面，在Minix平台下，实现文本字符界面。

解决方案

设计两个类，分别为TTrafficCross和TVehicle，分别为路口类和车辆类。

用TTime控件持续调用TTafficCross的Refresh函数来保持路口的实时运行。

用TTafficCross的VehicleCreate函数每秒按几率在各个方向生成车辆。

用datCrossOccupied作为路口占用的信号量，用以维护路口指挥同时被南北或东西方向占用。

用datLights储存各个路口交通灯的状态。

每个车辆TVehicle自身维护一个一维坐标系，作为自己在自己方向上的状态。

绘图是根据方向和车辆自身的坐标系坐标，转变为二维坐标绘制在datImage上。

车辆数量、交通灯时间也已经能够在界面设置。

部分代码

窗体文件fromMain.pas

var

TrafficCross: TTrafficCross;

IsCreated: bool;                                           //判定是否已经创建对象

procedure Tfrmmain.FormCreate(Sender: TObject);

//初始化Timer及窗体

procedure Tfrmmain.btnStartClick(Sender: TObject);

//读入初始化数据，并创建TrafficCross对象

procedure Tfrmmain.btnFinishClick(Sender: TObject);

//释放TrafficCross对象

procedure Tfrmmain.timerMainTimer(Sender: TObject);

//Timer触发事件，调用TrafficCross. Refresh

路口类classCross.pas

TTrafficCross= class

public

constructor Create(var image: TImage; time_green,time_red,time_yellow: TLightsTime;

initialnum: TCrosses; timerinterval: TTime;

speed: TCoordinateSD; maxnum: TUInt; createprop: TUInt);

//initialnum记录初始交通状况，

车辆列队于道路外边界坐标依次 0, [1].long, [2].head+[2].long, …

//timerinterval记录外部timer的扫描周期

procedure Refresh;

private

conTimerInterval: TTime;

conMaxVehicle: TUInt;                       //单向最大车辆数

conCreateProp: TUInt;                        //每秒车辆生成率

conTimeGreen, conTimeRed, conTimeYellow: TLightsTime;     //交通灯时间长度

conFrontier: TCrossesFrontier;

//各个车道外边缘左上角的坐标，用于绘制车辆时的参考坐标

datImage: TImage;                               //绘图区域，设为400*400

datTimeLights: array[0..3]of TTime;

// 从绿色开始的 绿黄红黄 一个循环的时间变更点

datVehicles: array[1..4,1..50] of TVehicle;

//各个方向的车辆列表  const_MaxVehicle=50

datVehiclesCount: TCrosses;

//当前各个方向的车辆数的计数器

datVehiclesColor: TCrosses;

//当前新创建车辆的颜色,在1–5之间循环

datVehiclesHead: array[1..4]of TCoordinateSD;

//当前新创建车的起始位置

datVehicleType: TVehicleType;

// 在初始化时定义的除了颜色外的标准化模型

datLights: TCrossLights;

// 对各个路口交通灯状态的记录，每次模拟都以1–3方向为绿灯开始

datLightTime: TTime;

//记录交通灯使用时间，以便更颜色

datCrossOccupied: TDirection;

// 路口占用信号量，只在0，1中取值，基数号路口为1，偶数号路口为0

procedure VehicleMove;                     //判断车辆状态并移动车辆

procedure VehicleCreate;                   //随机车辆生成器

procedure VehicleFree;                      //车辆释放

procedure Draw;                            //总的绘图

procedure DrawRoad;                        //绘制路口和交通灯

procedure ClockMove;                      //红绿灯变更

procedure CrossOccupy;                    //路口占用信号亮变更

procedure VehicleIncrease(direction: TCoordinateSD);    // 按几率生成车辆

published

property Image: TImage read datImage;

end;

车辆类classVehicle.pas

TVehicle= class

public

constructor Create(var image: TImage; vtype: TVehicleType; direction: TDirection; head: TCoordinateSD; timeinterval: TTime);

//head表示车头在自己道路上相距街道外边缘的距离，

正值表示在街道内，负职表示在街道外等候

procedure Move;

//移动

procedure Draw(frontier: TCoordinateDD);

//BoundaryCoordinate–各个路口外边线线左上角相对于canvas的坐标

private

datImage: TImage;

//绘图区域

datHead: TCoordinateSD;

//车头的相对坐标

datType: TVehicleType;

//车辆特点描述

datMoveable: TMoveable;

//判断能否移动

datRealSpeed: TCoordinateSD;

//每个时间周期的速度

conTimerInterval: TTime;

//扫描的时间周期

conDirection: TDirection;

//车辆方向

procedure setMoveable(moveable: TMoveable);

//用于改变Moveable的属性

published

property Moveable: TMoveable read datMoveable write setMoveable;

//能否移动

property Long: TCoordinateSD read datType.long;

//车长

property Head: TCoordinateSD read datHead;

//车辆头坐标

property Speed: TCoordinateSD read datRealSpeed;

//每个时间周期的速度

end;

常量及类型表unitConst.pas

{   画布大小400*400

单个车道宽度20

车辆宽度10

车辆长度20

车辆据车道边界距离5

单边街道长度180

模拟从1-3方向通行开始

}

//自定义类型表

Type

TInt= integer;

TShort= shortint;

TUShort= byte;

TUInt= Word;

TULong= Longword;

TBool= boolean;

TLightColor= TUShort;

// green 0 , yellow 1 ,  red 2 ,  yellow 3

TCrossLights= array[1..4] of TLightColor;

TTime= TULong;

TLightsTime= array[1..4]of TTime;

//四个路口同一种信号灯的时间长度

TCrosses= array[1..4]of TUShort;

TDirection= TUShort;

TCrossesFrontier= array[1..4] of TCoordinateDD;

TMoveable= TBool;

TCoordinateSD= TInt;

//一维坐标

TCoordinateDD= record                     //二维坐标

x,y :TCoordinateSD;

end;

TVehicleType=record

speed: TCoordinateSD;

long, width: TCoordinateSD;

color: TColor;

end;

//自定义常熟表

Const

const_Red: TLightColor= 2;

const_Green: TLightColor= 0;

const_Timer_Interval=50;

// 时钟周期，单位：毫秒

const_Light_Color: array[0..3]of TColor=(clGreen,clYellow,clRed,clYellow);

//交通灯颜色列表

const_Cross_WholeLong: TCoordinateSD= 400;

//  画布大小

const_Cross_StreetLong: TCoordinateSD= 180;

//   单边街道长度

const_Cross_HalfCrossLong: TCoordinateSD= 20;

// 单个车道宽度

const_Vehicle_Long: TCoordinateSD= 20;

//   车辆长度

const_Vehicle_Width: TCoordinateSD= 10;

//  车辆宽度

const_Vehicle_Colors: array[1..5]of TColor=(clSkyBlue,clYellow,clBlue,clLime,clRed);

//用于生成车辆的颜色表

const_MaxVehicle: TUInt= 50;

//单车道最大容量

const_PerTime= 1000;

//单位时间周期,为1秒,1000纳秒

附件

可执行文件和源代码包：TrafficLights