Um semáforo tem um temporizador que emite impulsos a intervalos regulares. Estes impulsos chegam ao controlador do semáforo sob a forma de chamadas ao método tick. Em funcionamento normal, um tick faz com que o semáforo passe da cor vermelha para a verde, da verde para a amarela e da amarela para a vermelha, reiniciando o ciclo. O semáforo tem ainda vários botões para controlo de situações especiais. Assim, o botão de pânico que faz com que o controlador mude o semáforo para a cor vermelha, qualquer que seja a anterior (método panic). O botão off faz com que o semáforo mude imediatamente para amarelo intermitente (método off). Esta situação é interrompida através dos botões on (volta ao comportamento normal; método on) ou de pânico. O botão on é a única forma de fazer semáforo sair da situação de pânico e recuperar o funcionamento normal. Além do código de controlo, o semáforo tem ainda um método (status) que permite saber a cor actual do semáforo. O semáforo começa intermitente e quando recupera das situações de intermitência e de pânico fica vermelho.
Implemente o semáforo e a sua máquina de estados.
A solução apresentada considera que a superclasse dos estados é interna (tem, desse modo, acesso ao estado interno do semáforo e não é necessário exportar nenhuma interface para gestão de estados.
Notar os aspectos de herança de classes internas e a forma especial de chamada ao contrutor da superclasse interna. Notar ainda como uma classe interna (State) pode aceder ao objecto actual da classe externa (TrafficLight.this).
Notar ainda que não é estritamente necessário que a superclasse das classes dos estados seja interna à classe detentora do estado (TrafficLight). Optou-se por definir a classe como interna para demonstrar como a classe interna pode aceder a estado privado da folha.
| Ficheiro TrafficLight.java (classe TrafficLight (externa) e TrafficLight.State (interna)) |
|---|
public class TrafficLight {
/** The traffic light's state. */
private State _state;
/**
* Abstract state class.
*
* This class is internal so that it has access to the traffic light's
* internal state. Actual states are subclasses which must use this class'
* protected interface.
*/
public abstract class State {
/** Tick behavior. */
public abstract void tick();
/** Panic behavior. */
public abstract void panic();
/** "On" behavior. */
public void on() { /* ignore by default */ }
/** "Off" behavior. */
public abstract void off();
/** @return traffic light status. */
public abstract String status();
/**
* Define the traffic light's new state.
*
* @param newState
* the new state.
*/
protected void setState(State newState) {
_state = newState;
}
/**
* This method is needed so that new states can be created.
*
* @return the traffic light.
*/
protected TrafficLight getLight() {
return TrafficLight.this;
}
}
/** Initialize traffic light. Starts blinking. */
public TrafficLight() {
_state = new Blinking(this);
}
/** Process on button press. */
public void on() {
System.out.print("[" + status() + "]");
_state.on();
System.out.println(" --(on)-> [" + status() + "]");
}
/** Process off button press. */
public void off() {
System.out.print("[" + status() + "]");
_state.off();
System.out.println(" --(off)-> [" + status() + "]");
}
/** Process panic button press. */
public void panic() {
System.out.print("[" + status() + "] --(panic)-> ");
_state.panic();
System.out.println("[" + status() + "]");
}
/** Process tick: switch light color. */
public void tick() {
System.out.print("[" + status() + "] --(tick)-> ");
_state.tick();
System.out.println("[" + status() + "]");
}
/** @return traffic light status. */
public String status() {
return _state.status();
}
}
|
Abstract class for representing normal behavior. See also the next section (color classes).
Ticking states are those corresponding to the usual three colors.
| Ficheiro Ticking.java |
|---|
public abstract class Ticking extends TrafficLight.State {
/**
* @param light
*/
Ticking(TrafficLight light) {
light.super();
}
/**
* All colors switch to blinking when "off" is pressed.
*
* @see TrafficLight.State#off()
*/
@Override
public void off() {
setState(new Blinking(getLight()));
}
/**
* All colors switch to panic when the button is pressed.
*
* @see TrafficLight.State#panic()
*/
@Override
public void panic() {
setState(new Panic(getLight()));
}
}
|
Red light.
| Ficheiro Red.java |
|---|
public class Red extends Ticking {
/**
* @param light
*/
Red(TrafficLight light) {
super(light);
}
/**
* @see TrafficLight.State#tick()
*/
@Override
public void tick() {
setState(new Green(getLight()));
}
/**
* @see TrafficLight.State#status()
*/
@Override
public String status() {
return "Red";
}
}
|
Yellow light.
| Ficheiro Yellow.java |
|---|
public class Yellow extends Ticking {
/**
* @param light
*/
Yellow(TrafficLight light) {
super(light);
}
/**
* @see TrafficLight.State#tick()
*/
@Override
public void tick() {
setState(new Red(getLight()));
}
/**
* @see TrafficLight.State#status()
*/
@Override
public String status() {
return "Yellow";
}
}
|
Green light.
| Ficheiro Green.java |
|---|
public class Green extends Ticking {
/**
* @param light
*/
Green(TrafficLight light) {
super(light);
}
/**
* @see TrafficLight.State#tick()
*/
@Override
public void tick() {
setState(new Yellow(getLight()));
}
/**
* @see TrafficLight.State#status()
*/
@Override
public String status() {
return "Green";
}
}
|
Panic state.
| Ficheiro Panic.java |
|---|
public class Panic extends TrafficLight.State {
/**
* @param light
*/
Panic(TrafficLight light) {
light.super();
}
/**
* Return to "ticking" (normal) mode.
*
* @see TrafficLight.State#on()
*/
@Override
public void on() {
setState(new Red(getLight()));
}
/**
* @see TrafficLight.State#off()
*/
@Override
public void off() {
// do nothing: already off
}
/**
* @see TrafficLight.State#panic()
*/
@Override
public void panic() {
// do nothing: already in panic mode
}
/**
* @see TrafficLight.State#tick()
*/
@Override
public void tick() {
// do nothing: ignore ticks in panic mode
}
/**
* @see TrafficLight.State#status()
*/
@Override
public String status() {
return "Panic";
}
}
|
Blinking light (off).
| Ficheiro Blinking.java |
|---|
public class Blinking extends TrafficLight.State {
/**
* @param light
*/
Blinking(TrafficLight light) {
light.super();
}
/**
* Return to "ticking" (normal) mode.
*
* @see TrafficLight.State#on()
*/
@Override
public void on() {
setState(new Red(getLight()));
}
/**
* @see TrafficLight.State#off()
*/
@Override
public void off() {
// do nothing: already off
}
/**
* @see TrafficLight.State#panic()
*/
@Override
public void panic() {
setState(new Panic(getLight()));
}
/**
* @see TrafficLight.State#tick()
*/
@Override
public void tick() {
// do nothing: ignore ticks
}
/**
* @see TrafficLight.State#status()
*/
@Override
public String status() {
return "Blinking";
}
}
|
Simple application to illustrate the traffic light's state changes.
| Ficheiro App.java |
|---|
public class App {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
TrafficLight light = new TrafficLight();
System.out.println("Light status: " + light.status());
light.off();
light.panic();
light.on();
light.tick();
light.tick();
light.tick();
light.tick();
light.panic();
light.off();
light.on();
light.off();
}
}
|
java App
Result:
Light status: Blinking [Blinking] --(off)-> [Blinking] [Blinking] --(panic)-> [Panic] [Panic] --(on)-> [Red] [Red] --(tick)-> [Green] [Green] --(tick)-> [Yellow] [Yellow] --(tick)-> [Red] [Red] --(tick)-> [Green] [Green] --(panic)-> [Panic] [Panic] --(off)-> [Panic] [Panic] --(on)-> [Red] [Red] --(off)-> [Blinking]