门(GATE-IT-2004) 问题7

这道问题要求我们实现一个高速路口交通灯的控制器。在这个程序中，我们需要模拟高速路口的交通流量，并根据交通流量和交通信号灯的状态选择最佳的信号灯状态。

实现思路

本问题的难点在于如何模拟交通流量和交通灯的状态，并基于这些信息做出最佳决策。以下是具体的实现思路：

1. 我们需要定义一个 TrafficSignal 类来表示交通信号灯的状态。类中应该包括一个变量当前的灯的颜色（红、黄、绿）、当前每个信号灯的剩余时间和灯光变更的规则。

   class TrafficSignal:
       def __init__(self, green_time, yellow_time, red_time):
           self.__green_time = green_time
           self.__yellow_time = yellow_time
           self.__red_time = red_time
           
           self.__time_counter = 0
           
           self.__is_green = False
           self.__is_yellow = False
           self.__is_red = False
           
       def is_green(self):
           return self.__is_green
   

2. 接下来，我们需要定义一个 TrafficFlow 类来模拟交通流量。TrafficFlow 类中的一个核心方法是 get_flow_rate()，它返回当前的交通流量，这个方法的具体实现方式可以根据题目中给出的场景来定制。

   class TrafficFlow:
       def get_flow_rate(self):
           # 根据场景返回当前交通流量
           return flow_rate
   

3. 最后，我们在主函数 main() 中模拟交通信号灯的状态和交通流量，根据这些信息来决定是否更改交通信号灯的状态。

   def main():
       signal = TrafficSignal(GREEN_TIME, YELLOW_TIME, RED_TIME)
       traffic_flow = TrafficFlow()
       
       while True:
           flow_rate = traffic_flow.get_flow_rate()
           
           if signal.is_green() and flow_rate > GREEN_THRESHOLD:
               signal.set_yellow()
           
           if signal.is_yellow() and flow_rate > YELLOW_THRESHOLD:
               signal.set_red()
           
           if signal.is_red() and flow_rate < RED_THRESHOLD:
               signal.set_green()
               
           # 等待一秒钟
           time.sleep(1)
   

可优化点

1. 本程序没有使用多线程控制交通灯和交通流量的模拟。实际上，在高速路口交通控制中，交通灯和交通流量是异步发生的，这样可以更好地模拟真实情况。
2. 目前，本程序的阈值都是硬编码的。如果能够根据历史交通流量统计数据来动态设置阈值，那么能够更好地适应实际情况。
3. 本程序还可以加入更多的场景变量，如天气、时间、车流量等，使模拟更加真实。