个人项目--北京地铁线路规划
作者：互联网
北京地铁线路图
需求分析：
- 通过文本输入地铁线路信息
- 线路查询功能北京地铁
- 任意站点之间最短路径的查询
实现过程：
地铁图输入格式
本次实验的线路采用txt文件输入，每两行代表一条线路。其中第一行表示线路名称，第二行表示包含在此线路上的所有站点的名称。
结果输出：
本次实验的查询输出结果将由GUI所绘制的界面来显示。输入线路名称或起点、终点信息即可返回要求的线路信息和最短路径信息。
算法设计
本次实验是通过Floyd算法来得到两站点之间的最短路径。首先定义了Graph类，用于建立邻接矩阵，初始化地铁路线图。
public class Graph {
private int[][] distance=new int[500][500];
private int MaxSize;
private List<Station> allStations= new ArrayList<Station>();
//用于保存所有的站点信息
public void InitGraph(List<SubwayLine> allLines) {
for(int i=0;i<allLines.size();i++) {
List<Station> Stations=allLines.get(i).getSubwayStation();
for(int j=0;j<Stations.size();j++) {
//查询该站点是否已存在
int index=this.getIndex(Stations.get(j));
if(index==-1)
allStations.add(Stations.get(j));
else if(index!=-1) {
//站点多次出现，表示该站为换乘站
allStations.get(index).setChangeStation(true);
allLines.get(i).getSubwayStation().get(j).setChangeStation(true);
}
}
}
MaxSize=allStations.size();
//初始化邻接矩阵
for(int i=0;i<MaxSize;i++)
for(int j=0;j<MaxSize;j++){
if(i==j)
distance[i][j]=0;
else
distance[i][j]=500;
}
//遍历所有线路,设置站点可达
for(SubwayLine line:allLines) {
List<Station> Stations=line.getSubwayStation();
for(int j=0;j<Stations.size()-1;j++) {
int start =this.getIndex(Stations.get(j));
int end =this.getIndex(Stations.get(j+1));
distance[start][end]=1;
distance[end][start]=1;
}
}
}
public int getIndex(Station s) {
for(int i=0;i<allStations.size();i++)
if(allStations.get(i).getName().equals(s.getName()))
return i;
return -1;
}
public int findStation(String name) {
for(int i=0;i<allStations.size();i++)
if(allStations.get(i).getName().equals(name))
return i;
return -1;
}
public int[][] getDistance() {
return distance;
}
public void setDistance(int[][] distance) {
this.distance = distance;
}
public int getMaxSize() {
return MaxSize;
}
public void setMaxSize(int maxSize) {
MaxSize = maxSize;
}
public List<Station> getAllStations() {
return allStations;
}
public void setAllStations(List<Station> allStations) {
this.allStations = allStations;
}
}
通过对图的邻接矩阵和所有站点的信息的处理，得到最短路径并输出结果
//s1为起点的名称,s2为终点的名称,G为初始化的图,allLines为所有地铁线路的集合
public ArrayList<String> findMin(String s1,String s2,Graph G,List<SubwayLine> allLines) throws Exception {
int size=G.getMaxSize();
//记录任意两点路径的邻接矩阵
int[][] path=new int[size][size];
int[][] d=G.getDistance();
for(int i=0;i<size;i++)
for(int j=0;j<size;j++){
path[i][j]=j;
}
//Floyd算法
for(int k=0; k<size; k++){
for(int i=0; i<size; i++){
for(int j=0; j<size; j++) {
if(d[i][k]!=-1&&d[k][j]!=-1) {
//如果存在中间站点k使得从站点i到站点j的距离更短，将站点k加入到路径中，更新距离
if(d[i][j]>d[i][k]+d[k][j]) {
d[i][j]=d[i][k]+d[k][j];
path[i][j]=path[i][k];
}
}
}
}
}
int start=G.findStation(s1);
int end=G.findStation(s2);
if(start==-1)
throw new Exception("起点不存在");
if(end==-1)
throw new Exception("终点不存在");
if(start==end)
throw new Exception("起点和终点不能相同");
//outList为记录最短路径通过的站点的集合
//记录最终的最短路径的结果
ArrayList<String> result=new ArrayList<String>();
if(start!=-1&&end!=-1) {
int count=0;
int temp=path[start][end];
//加入起点
outList.add(G.getAllStations().get(start));
while(temp!=end ) {
//加入中间站点直到到达终点
outList.add(G.getAllStations().get(temp));
temp=path[temp][end];
}
//加入终点
outList.add(G.getAllStations().get(temp));
result.add(Integer.toString(outList.size()));
result.add(outList.get(0).getName());
for(int i=1;i<outList.size()-1;i++) {
result.add(outList.get(i).getName());
//判断该站点是否为换乘站,若为换乘站则调用函数IsChangeLine判断是否在该站换乘
if(outList.get(i).isChangeStation()==true) {
String res=IsChangeLine(outList.get(i-1).getName(),outList.get(i).getName(),outList.get(i+1).getName(),allLines);
if(res!=null)
result.add(res);
}
}
result.add(outList.get(outList.size()-1).getName());
}
return result;
}
public SubwayLine PrintLine(String name,List<SubwayLine> allLines) {
//根据线路名遍历线路集合返回对应的线路信息
for(SubwayLine s:allLines) {
if(name.equals(s.getName())) {
return s;
}
}
return null;
}
//pre为当前站点的前一站,mid为当前站点,next为当前站点的下一站, allLines为所有线路的集合
public String IsChangeLine(String pre,String mid,String next,List<SubwayLine> allLines) {
String start=null;
String end=null;
for(SubwayLine s:allLines) {
//调用HaveStation函数根据当前站和前一站来确定当前线路的名称
if(s.HaveStation(pre)&&s.HaveStation(mid))
start=s.getName();
////调用HaveStation函数根据当前站和下一站来确定接下来的线路名称
if(s.HaveStation(mid)&&s.HaveStation(next))
end=s.getName();
}
//如果不同则发生换乘,返回换乘线路
if(!start.equals(end))
return end;
return null;
}
测试样例：
1.线路查询
2.站点查询
3.异常处理
Github链接：https://github.com/startproge/Subway
标签：end,String,int,线路,start,allLines,北京地铁,规划 来源： https://www.cnblogs.com/startproge/p/11673980.html