Python模拟红绿灯系统:Traffic_light与Light类实现
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更新于2024-08-31
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"本文将介绍如何使用Python通过类的组合来模拟街道上的红绿灯系统。我们将创建一个Traffic_light类来表示红绿灯,并利用电子屏类(Light)来显示时间。此外,还会讨论input_time函数用于输入红绿灯的时间,Countdown函数实现倒计时功能,以及build_LED_number和print_LED函数来构建和显示数字在电子屏上。"
在Python中模拟街道红绿灯,首先我们需要创建一个Traffic_light类。这个类将包含静态属性,如绿灯、黄灯和红灯的时间,以及两块显示时间的电子屏。静态属性是类级别的,它们不依赖于类的实例,而动态属性则与类的实例有关。动态属性包括输入红黄绿时间的函数(静态函数)、倒计时函数、构造电子屏数字显示的函数、绑定两位数显示的函数,以及用于展示电子屏的实例化对象函数。
电子屏类(Light)是 Traffic_light 类的重要组成部分。由于Python内建不支持数组,我们需要自定义方法来存储和管理电子屏的显示内容。这个类将包含一个20行10列的布尔值数组,用来表示电子屏的各个LED灯的状态。
input_time函数接收颜色参数,使用colorama库来实现Windows命令行中的颜色字体打印。该函数会将输入的红黄绿时间显示为对应的颜色,并进行数值校验,确保输入的是1到99之间的正数,因为电子屏只能显示一位数字。
Countdown函数负责执行倒计时逻辑。它使用while循环来不断切换红绿灯的状态,同时递减并打印时间。在这个过程中,会使用time和os库进行暂停和清屏操作,以模拟实际交通灯的变化过程。
build_LED_number函数是构建数字在电子屏上的状态。它会确定每个数字0到9在电子屏上对应的True值布局。
print_LED函数负责显示电子屏上的数字。当有两位数字需要显示时,例如输入的红绿灯时间,这个函数会处理单个数字的情况,并在必要时用零填充。两块电子屏并排放置,每块显示一个数字,形成完整的电子屏效果。
需要注意的是,由于代码中使用了os.system("cls")来进行清屏操作,因此最佳的运行环境是Windows的CMD命令行,而不是PyCharm这样的IDE,因为IDE可能无法很好地模拟清屏和颜色显示效果。
通过Python的类组合,我们可以实现一个功能完备的红绿灯模拟系统,包括时间输入、倒计时、电子屏显示等功能。这不仅是一个有趣的编程练习,也是理解和应用面向对象编程概念的好例子。
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