【Python】類的組合案例（模擬街道紅綠燈）

一，紅綠燈揭示板案例思路

1. 創建Traffic_light紅綠燈類
(1)靜態屬性 ：
<1> 綠燈時間，<2> 黃燈時間 , <3> 紅燈時間， <4> 兩塊顯示時間的電子屏

(2)動態屬性
<1> 輸入紅黃綠時間函數（靜態函數），<2> 紅黃綠時間倒計時函數 ，
<3> 構造電子屏數字的顯示函數，<4> 顯示兩塊電子屏綁定兩位數的顯示函數
<5> 實例化對象展示電子屏函數

2. 電子屏類的創建(Light): 
python中沒有數組，因此自己創建函數把獲取到的值存放到數組中
（存放內容: 20行，10列的布爾值）

3. input_time(color:str)函數的創建
<1>  導入colorama包並初始化實現windows命令行下顏色字體打印效果
<2>  輸入紅黃綠時間的字體成對應的顏色
<3>  通過colorama類方法實現輸入的紅黃綠時間為對應的顏色展示
<4>  對輸入的數字進行校驗（必須為1-99之間的正數。因為一塊電子屏只記錄一位數字）
<5>  返回相應的值

4. Countdown數字倒計時函數的創建 
<1>  通過while循環讓三個燈的狀態一直循環持續
<2>  對於紅黃綠燈輸入的數字進行遞減打印流程如下
      #流程: 清屏-->打印完后 -->暫停1秒鍾-->清屏 -->數字減一后再打印-->再暫停1秒鍾-->清屏-->再數字減一打印
<3> 導入time,os,colorama等需要的包
     
5.build_LED_number函數的創建 
之前創建的電子屏是默認False的狀態。分別構造0-9的狀態在電子屏中True的狀態的顯示

6.print_LED函數的創建
兩塊電子屏，分別顯示輸入時間的第一位和第二位數字.如果數字為單數則前面用零補齊的方法顯示。兩塊屏並排顯示每一位數字，從而展示電子版的效果

7.注意事項：
因為我們用到了os,及colorama類。所以最終效果的展示不是在pycharm中展示。而是在windows的cmd命令行中展示。

原因是因為我們代碼中調用了os.system("cls")這個清屏命令。在pycharm中是很難做到清屏的效果。

另外在pycharm中對於電子屏的展示效果也不如windows cmd中展示的效果俱佳。因此運行程序是請在windows命令行中運行。

 

二，紅綠燈揭示板代碼的呈現

import time
import os
from colorama import init,Fore,Back,Style
#命令行模式字體顏色初始化
init(autoreset=True)

#電子屏類
class Light:
    #構造函數
    def __init__(self):
        self.light = [] #存儲行列數組的集合

        #自動初始化
        self.prepare_light()

    def prepare_light(self):
        """
        電子屏的創建
        python中沒有數組.因此通過類，函數來創建數組得到一個20行10列的數組
        :return:
        """
        for row in range(20): #20行
            temp = [] # 臨時存儲每行10個圈
            for col in range(10): #10列
                temp.append(False)  #默認燈都是不亮的因此通過布爾類型的False表示不亮的狀態
            #把行列排的200個燈的狀態存入到light集合中
            self.light.append(temp)

#紅綠燈類
class Traffic_light:
    #構造函數，靜態屬性
    def __init__(self,green_time,yellow_time,rea_time):
        self.green_time = green_time  #綠燈時間
        self.yellow_time = yellow_time #黃燈時間
        self.red_time = rea_time  #紅燈時間

        #通過類的組合調用Light類函數
        self.number01 = Light() #創建第一個電子屏
        self.number02 = Light() #創建第二個電子屏

    #紅黃綠等時間倒計時函數
    def countdown(self):
        while True:
            #流程: 清屏-->打印完后 -->暫停1秒鍾-->清屏 -->數字減一后再打印-->再暫停1秒鍾-->清屏-->再數字減一打印
            for number in range(self.green_time,-1,-1):
                #第一個-1代表取值到0,如果設置0則取值取不到0.第二個-1代表數字減一
                os.system("cls") #清屏
                self.start_display(number,"green") #調用start_display函數傳數字及顏色
                time.sleep(1) #停止一秒鍾

        # 黃燈倒計時
            for number in range(self.yellow_time,-1,-1):
                os.system("cls") #清屏
                self.start_display(number,"yellow")
                time.sleep(1) #停止一秒鍾


        # 紅燈倒計時
            for number in range(self.red_time,-1,-1):#第一個-1代表取值到0,如果設置0則取值取不到0.第二個-1代表數字減一
                os.system("cls") #清屏
                self.start_display(number,"red")
                time.sleep(1) #停止一秒鍾

    @staticmethod   #靜態方法不需要初始化
    def input_time(color:str):
        # 設置全局變量（便於靜態方法使用）
        time = ""
        while True:
            if color.lower() in ["green","綠色","綠","綠燈"]:
                print(Fore.GREEN + "請輸入綠燈的時間：",end="") #實現打印字體呈現顏色效果
                time = input()
            if color.lower() in ["yellow", "黃色", "黃", "黃燈"]:
                print(Fore.YELLOW + "請輸入黃燈的時間：", end="")
                time = input()
            if color.lower() in ["red", "紅色", "紅", "紅燈"]:
                print(Fore.RED + "請輸入紅燈的時間：", end="")
                time = input()

            #校驗輸入的是否合規
            if not time.isdigit():
                print("輸入的值不符合要求。【要求:必須是1-99之間的正數。】")
                continue
            else:
                time_number = int(time) # 因為time是字符串.拿到數字后轉成Int類型再判斷
                if time_number < 1 or time_number > 99:
                    print("輸入的值不符合要求。【要求:必須是1-99之間的正數。】")
                    continue
                else:
                    return time_number

    def build_LED_number(self,char:str):
        """
        :param char: LED燈數字的構造
        :return: 返回temp_LED這個數組
        """
        temp_LED = Light() #臨時創建新的數組

        if char == "0": #構造0
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2: #最上面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17: #最下面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2:#最左邊兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7: #最后面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True

        elif char == "1": #構造1
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if col > 7: #最后面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True

        elif char == "2": #構造2
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:  # 最上面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7 and row < 9:  # 最后面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中間兩行
                        temp_LED.light[row][col] = True

                    if col < 2 and row >10: #左邊列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:  # 最下面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "3": #構造3
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:  # 最上面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7 :  # 最后面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中間兩行
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:  # 最下面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "4":  # 構造4
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if col < 2 and row <9:  # 最上面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7:  # 最后面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中間兩行
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "5":  # 構造5
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2 and row < 9:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7 and row > 10:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "6":  # 構造6
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7 and row > 10:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:
                        temp_LED.light[row][col] = True
        elif char == "7":  # 構造7
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7:
                        temp_LED.light[row][col] = True


        elif char == "8": #構造8
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2: #最上面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17: #最下面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中間兩行
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2:#最左邊兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7: #最后面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True

        elif char == "9":  # 構造9
            for row in range(20):
                for col in range(10):
                    if row < 2:  # 最上面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col < 2 and row < 9:
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row > 17:  # 最下面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if row == 9 or row == 10:  # 中間兩行
                        temp_LED.light[row][col] = True
                    if col > 7:  # 最后面兩列
                        temp_LED.light[row][col] = True

        #返回值
        return temp_LED

    def print_LED(self,color:str):
        for row in range(20):
            #打印第一個數
            for col01 in range(10):
                if self.number01.light[row][col01] == True:
                    if color == "green":
                        print(Fore.GREEN + "●",end="")
                    elif color == "yellow":
                        print(Fore.YELLOW + "●",end="")
                    elif color == "red":
                        print(Fore.RED + "●",end="")
                else:
                    print("  ",end="") # 兩個全角空格 注釋:○占用的字符相當於兩個全角空格的占位
            print("\t",end="")
            #打印第二個數
            for col02 in range(10):
                if self.number02.light[row][col02] == True:
                    if color == "green":
                        print(Fore.GREEN + "●",end="")
                    elif color == "yellow":
                        print(Fore.YELLOW + "●",end="")
                    elif color == "red":
                        print(Fore.RED + "●",end="")
                else:
                    print("  ",end="")
            #換行
            print()

    def start_display(self,number:int,color:str):
        """
        電子屏展示
        :param number:電子屏上展示的數字
        :param color: 電子屏上展示的顏色
        :return:
        """
        number_str = "%02d" % number #傳進來的數字2位顯示
        self.number01 = self.build_LED_number(number_str[0]) #把數字的第一位給第一個電子屏
        self.number02 = self.build_LED_number(number_str[1]) #把數字的第二位給第二個電子屏

        #在電子屏上顯示
        self.print_LED(color)

if __name__ == "__main__":
   green_time = Traffic_light.input_time("綠燈")
   yellow_time = Traffic_light.input_time("黃燈")
   red_time = Traffic_light.input_time("紅燈")

   #實例化
   traffic01 = Traffic_light(green_time,yellow_time,red_time)
   traffic01.countdown()