北京地铁乘坐线路查询

Posted 2021-02-07 tuoniao

【问题描述】

编写一个程序实现北京地铁最短乘坐（站）线路查询，输入为起始站名和目的站名，输出为从起始站到目的站的最短乘坐站换乘线路。注：1. 要求采用Dijkstra算法实现；2）如果两站间存在多条最短路径，找出其中的一条就行。

 

 

【输入形式】

文件bgstations.txt为数据文件（可从课程网站中课程信息处下载），包含了北京地铁的线路及车站信息。其格式如下：

<地铁线路总条数>

<线路1> <线路1站数>

<站名1> <换乘状态>

<站名2> <换乘状态>

...

<线路2> <线路2站数>

<站名1> <换乘状态>

<站名2> <换乘状态>

...

说明：文件第一行为地铁总线路数；第二行第一个数为某条地铁线线号（如，1为1号线），第二个数为该条地铁线的总站数（如1号线共有23站），两数之间由一个空格分隔；第三行两个数据分别为地铁站名及换乘状态（0为非换乘站，1为换乘站），两数据间由一个空格分隔；以下同，依次为该线地铁其它站信息。在一条线路信息之后是下条地铁线路信息，格式相同。若某条地铁线为环线，则首站与末站信息相同（如北京地铁2号线，首站信息“西直门 1” ，末站信息为“西直门 1”）。例如本题提供的bgstations.txt文件（可从课程网站中课程信息处下载）内容如下：

12

1 23

苹果园 0

古城 0

八角游乐园 0

八宝山 0

玉泉路 0

五棵松 0

万寿路 0

公主坟 1

军事博物馆 1

木樨地 0

南礼士路 0

复兴门 1

西单 1

...

2 19

西直门 1

积水潭 0

鼓楼大街 1

...

西直门 1

...

该文件表明当前北京地铁共有12条线路（不含郊区线路），接着为每条线路信息。

打开当前目录下文件bgstations.txt，读入地铁线路信息，并从标准输入中读入起始站和目的站名（均为字符串，各占一行）。

【输出形式】

输出从起始站到目的站的乘坐信息，要求乘坐站数最少。换乘信息格式如下：

SSN-n1(m1)-S1-n2(m2)-...-ESN

其中：SSN和ESN分别为起始站名和目的站名；n为乘坐的地铁线路号，m为乘坐站数。
【样例输入】

西土城

北京西站

【样例输出】

西土城-10(1)-知春路-13(2)-西直门-4(2)-国家图书馆-9(4)-北京西站

（或西土城-10(1)-知春路-13(2)-西直门-2(1)-车公庄-6(2)-白石桥南-9(3)-北京西站）

 

【样例说明】

打开文件bgstations.txt，读入地铁线路信息，并从标准输入中读入查询起始站名为“西土城”，目的站名为“北京西站”。程序运行结果两站间最少乘坐站数的乘坐方式为“西土城站乘坐10号线1站至知春路站换乘13号线乘坐2站至西直门站换乘4号线乘坐2站至国家图书馆站换乘9号线乘坐4站至北京西站”。本样例存在两条最少站数的乘坐方式，只要找出一条就可以。

 

【题解】

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 
  5 #define MAXNUM 512
  6 #define MAXLEN 16
  7 #define INFINITY 32767
  8 
  9 typedef struct Station
 10 {
 11     char StopName[MAXLEN];
 12     int ischange;
 13 }Station;
 14 typedef struct Weight
 15 {
 16     int wei;
 17     int LineNo;
 18 }Weight;
 19 
 20 Station BGvertex[MAXNUM];
 21 Weight BGweights[MAXNUM][MAXNUM];
 22 int Vnum=0;
 23 
 24 void initMap(void);
 25 int addVertex(Station st);
 26 void Dijkstra(int v0,int v1,int spath[]);
 27 void printPath(int v0,int v1,int spath[]);
 28 
 29 int main(void)
 30 {
 31     int v1,v2,spath[1000];
 32     int i,j;
 33     char start[MAXLEN],end[MAXLEN];
 34 
 35     for(i=0;i<MAXNUM;i++)
 36         for(j=0;j<MAXNUM;j++)
 37         {
 38             BGweights[i][j].wei=INFINITY;
 39             BGweights[i][j].LineNo=0;
 40         }
 41 
 42     initMap();
 43     scanf("%s%s",start,end);
 44 
 45     v1=v2=-1;
 46     for(i=0;i<Vnum;i++)
 47         if(!strcmp(BGvertex[i].StopName,start))
 48         {
 49             v1=i;
 50             break;
 51         }
 52     for(i=0;i<Vnum;i++)
 53         if(!strcmp(BGvertex[i].StopName,end))
 54         {
 55             v2=i;
 56             break;
 57         }
 58 
 59     Dijkstra(v1,v2,spath);
 60     printPath(v1,v2,spath);
 61 
 62     return 0;
 63 }
 64 void initMap(void)
 65 {
 66     FILE *fp;
 67     int i,j,snum,lno,lnum,v1,v2;
 68     Station st;
 69 
 70     if((fp=fopen("bgstations.txt","r"))==NULL)
 71         exit(-1);
 72 
 73     fscanf(fp,"%d",&snum);
 74     for(i=0;i<snum;i++)
 75     {
 76         fscanf(fp,"%d %d",&lno,&lnum);
 77         v1=v2=-1;
 78         for(j=0;j<lnum;j++)
 79         {
 80             fscanf(fp,"%s %d",st.StopName,&st.ischange);
 81             v2=addVertex(st);
 82             if(v1!=-1)
 83             {
 84                 BGweights[v1][v2].wei=BGweights[v2][v1].wei=1;
 85                 BGweights[v1][v2].LineNo=BGweights[v2][v1].LineNo=lno;
 86             }
 87             v1=v2;
 88         }
 89     }
 90     fclose(fp);
 91     return;
 92 }
 93 int addVertex(Station st)
 94 {
 95     int i;
 96 
 97     for(i=0;i<Vnum;i++)
 98         if(!strcmp(BGvertex[i].StopName,st.StopName))
 99             return i;
100 
101     BGvertex[i]=st;
102     return Vnum++;
103 }
104 void Dijkstra(int v0,int v1,int spath[])
105 {
106     int i,j,v,minweight;
107     int wfound[MAXNUM]={0};
108     int sweight[MAXNUM]={0};
109     for(i=0;i<Vnum;i++)
110     {
111         sweight[i]=BGweights[v0][i].wei;
112         spath[i]=v0;
113     }
114     sweight[v0]=0;
115     wfound[v0]=1;
116 
117     v=-1;
118     for(i=0,j=0;i<Vnum-1;i++)
119     {
120         minweight=INFINITY;
121         for(j=0;j<Vnum;j++)
122             if(!wfound[j] && sweight[j]<minweight)
123             {
124                 v=j;
125                 minweight=sweight[v];
126             }
127         wfound[v]=1;
128         if(v==v1)
129             return;
130         for(j=0;j<Vnum;j++)
131             if(!wfound[j] && BGweights[v][j].LineNo>0 && minweight+BGweights[v][j].wei<sweight[j])
132             {
133                 sweight[j]=minweight+BGweights[v][j].wei;
134                 spath[j]=v;
135             }
136     }
137     for(i=0;i<j;i++)
138         printf("%d ",spath[i]);
139     return;
140 }
141 void printPath(int v0,int v1,int spath[])
142 {
143     char path[80]={0},buf[80];
144     int board[80],bcount=0,line=-1,sc=0;
145     int i;
146     do
147     {
148         board[bcount++]=v1;
149     }while((v1=spath[v1])!=v0);
150     board[bcount++]=v0;
151 
152     line=BGweights[board[bcount-1]][board[bcount-2]].LineNo;
153     sprintf(buf,"%s-%d(",BGvertex[board[bcount-1]].StopName,line);
154     strcpy(path,buf);
155     sc=1;
156     for(i=bcount-2;i>0;i--,sc++)
157         if(BGweights[board[i]][board[i-1]].LineNo!=line)
158         {
159             line=BGweights[board[i]][board[i-1]].LineNo;
160             sprintf(buf,"%d)-%s-%d(",sc,BGvertex[board[i]].StopName,line);
161             strcat(path,buf);
162             sc=0;
163         }
164     sprintf(buf,"%d)-%s
",sc,BGvertex[board[i]].StopName);
165     strcat(path,buf);
166     puts(path);
167 
168     return;
169 }