北京地铁出行规划

Posted 2021-03-26 zhuwenjian

 一、Github代码链接
    repo

二、程序基本功能描述
　　

　　1.获得北京地铁单条线路所有站点信息

  java SubwayStart  -a 线路名称 -map 地铁线路文件.txt-o 输出文件.txt
   或者
  java SubwayStart -a 线路名称(直接显示) -map 地铁线路文件.txt 

　

　　2.获得两个站点间最短线路

 　　

java SubwayStart  -b 起始站点 目的站点 -map 地铁线路文件.txt -o 输出文件.txt
     或者
    java SubwayStart  -b 起始站点 目的站点 -map 地铁线路文件.txt (直接显示)

　　

　　3.获得图的基本信息

java SubwayStart -map 地铁线路文件.txt

　　

 

　　4.帮助，命令行详解

 java SubwayStart -help

　　

三、北京地铁线路存储格式
　　

    　　线路以文本文件形式存放，具体格式如下：

 {
        ‘Line‘ : ‘线路名称‘,
        ‘Station‘ : [‘站点1‘, ‘站点2‘, ‘站点3, ......]
    },......

　　

 

　　其中环形线路，头站点在尾部再加上首站点即可。
    
对于读取通过json格式读取，添加了一个jar包，在项目的lib下：名字为fastjson-1.2.53.jar

　　
四、代码设计：

   1.类的设计

　　总共有6各类:

　　　　Station站点类，Graph图类(图的相关操作),Algorithm算法类（是个接口，表示算法类应该实现的一些方法),

　　　　BroadFristSearchAlgorithm算法类（BFS具体实现），Main类（json读取，数据处理等操作），subwayStart类（程序入口）

　　Station类结构主要成员

public class Station {
    private final static int infinite_dis = Integer.MAX_VALUE;
    
    private String name;  //地铁站名字
    private boolean known; //此节点之前是否已知
    private int adjuDist; //此节点距离
    private Station parent; //当前从初始节点到此节点的最短路径下的父节点。
    public String Line;//地铁站归属线路
    
    
}

　　

 

　　Graph类结构主要成员(因为站点间距离都相同，就可以少写一个Edge类,以邻接表形式存储)

   public class Graph{
        
        private List<Station> StationList;   //图的顶点集
        private Map<Station, List<Station>> ver_edgeList_map= new HashMap<>();  //图的每个顶点对应的有向边
        private Station firstVertax;//起始点
        private Algorithm algorithm;//对应的算法
        
        
    }

　　

 

　　核心算法：BFS算法:

private void BFS(Graph g, Station sourceVertex) {
        Queue<Station> queue = new LinkedList<>();
        // 标记起点
        visitedVertex.add(sourceVertex);
        // 起点入列
        queue.add(sourceVertex);

        while (false == queue.isEmpty()) {
            Station ver = queue.poll();

            List<Station> toBeVisitedVertex = g.getVer_edgeList_map().get(ver);
            for (Station v : toBeVisitedVertex) {
                if (false == visitedVertex.contains(v)) {
                    visitedVertex.add(v);
                    path.put(v, ver);
                    queue.add(v);
                }
            }
        }
    }

　　

 

    
　　换乘判断

　　　　返回一个最短路径上的所有站点的栈，只需判断弹出来的Station的Line与弹出来后当前栈顶Station的Line是否一样，不一样就表示下一个站换线了。
 　　　　具体代码：

while (!result.isEmpty()) {
                Station sta=result.pop();
                if(result.size()>=2&&!result.peek().Line.equals(sta.Line)) {
                    resultstring+=(sta.getName()+"
"+result.peek().Line+"
");
                }
                else
                    resultstring+=sta.getName()+"
";
            }

           return resultstring;

　　

 

五、异常处理:
　　

　　1.地铁线路图数据txt不存在，处理方式：输出cant find xxx.txt并结束程序

　　2.起点站或终点站不存在，处理方式：程序输出“站点不存在”并结束程序

　　3.起点终点相同，处理方式：程序输出“开始站点和结束站点相同并结束程序

　　4.输入参数格式错误，处理方式：程序输出“参数错误，用法参考--help”并结束程序

测试样例
　　添加参数：

　　

 

 　　运行结果：

　　

 

 　　查看两个站点最短路径：

　　

 

 

　　

 

 　　特定线路的情况:

　　

 

 　　

 

 

　　 
六、个人总结
　　本次个人作业，花费时间大约三天，中间出了各种稀奇古怪的错误，其实归根到底还是对于自己写的代码，太过杂乱,自己都里不清楚，模块化有所欠缺，类缺少内聚，类的独立性还不够好，希望在小组作业中能够多多改善，避免诸如此类的错误。