地铁个人项目

Posted 2021-03-26 31701065俞欣悦

Github：https://github.com/Daisy-Yu/Subway-Beijing

语言：Java

所做工作：

1.文件的读取以及数据存储

2.输出指定地铁线路的所有站点

3.独立设计了UI

4.考虑了异常情况的控制

5.修改了算法

遇到的问题：

1.个人编程基础薄弱，能力不足，对于Dijkstra算法的掌握不熟练。

2.参考了网上的代码后，形成了思维定式，担心自己写的算法出现各种各样的差错，导致基本功能无法实现。

项目功能点：

1. 输出指定地铁线路的所有站点
2. 输出两地铁站点间的最短路径

项目设计：

1.地铁线路信息输入：subway.txt

1号线 站点1 站点2 站点3 ......
2号线 站点1 站点2 站点3 ......
3号线 站点1 站点2 站点3 ......
......

2.地铁线路以及各线路上站点的存放：

public static void readData(String filePath)——读取subway.txt

public static LinkedHashSet<List<Station>> lineSet = new LinkedHashSet<>();——所有线路的集合

List<Station> line = new ArrayList<Station>();——各线路上所有站点的集合

while((lineTxt = bufferedReader.readLine()) != null){ 
                  List<Station> line = new ArrayList<Station>();
                  String[] lineArr = lineTxt.split(" ");
                  String lineName=lineArr[0];
                  for(int j=1;j<lineArr.length;j++) {
                      line.add(new Station(lineArr[j],lineName));
                  }
                  lineSet.add(line);
              } 
按行读取，存入lineArr数组中，其中lineArr[0]为线路名称，往后是各个站点。

将站点信息放入对应线路中，再将线路信息放入线路集合中。

2.站点类Station:

private String sname;//站名
private String line;//所属线路
private List<Station> links = new ArrayList<>();//相邻站点的集合

3.结果类Result：

private Station start;//起始站点
private Station over;//结束站点
private int distance = 0;//距离
private List<Station> pass = new ArrayList<>();//经过站点的集合

功能实现：

1.输出指定地铁线路的所有站点：

public static void SearchLine(String filePath, String key)

while((lineTxt = bufferedReader.readLine()) != null){
                    if(lineTxt.indexOf(key)==0) {
                        System.out.println(lineTxt);
                    }
                }

按行遍历文件，当某一行存在与输入的线路名称匹配的字符串时，indexOf()返回0，否则返回-1。输出indexOf()返回值为0的那一行的内容。

Console运行结果：

 

 

 2.输出两地铁站点间的最短路径（Dijkstra算法）

private static HashMap<Station, Result> resultMap = new HashMap<>();//结果集
private static List<Station> anaList = new ArrayList<>();//已经分析过的站点集

（1）找出相邻站点

private static List<Station> getLinkStation(Station station) {
        List<Station> linkedStaions = new ArrayList<Station>();
        for (List<Station> line : Data.lineSet) {//遍历线的集合
            for (int i = 0; i < line.size(); i++) {
                if (station.equals(line.get(i))) {//找到站所在的线
                    if (i == 0) {//如果是起始站
                        linkedStaions.add(line.get(i + 1));//将下一站加入该站的相邻站集合
                    } else if (i == (line.size() - 1)) {//如果是起始站
                        linkedStaions.add(line.get(i - 1));//将上一站加入该站的相邻站集合
                    } else {//如果是中间站，将上下两站加入该站的相邻站集合
                        linkedStaions.add(line.get(i + 1));
                        linkedStaions.add(line.get(i - 1));
                    }
                }
            }
        }
        return linkedStaions;
}

（2）找出下一个分析点

private static Station getNextStation() {
        int min = 100;//权值初始化为100
        Station dots = null;
        Set<Station> stations = resultMap.keySet();
        for (Station station : stations) {
            if (anaList.contains(station)) {//如果站点已经分析过，继续
                continue;
            }
            Result result = resultMap.get(station);//将站点放入结果集
            if (result.getDistance() < min) {
                min = result.getDistance();//更新最小权值
                dots = result.getOver();//根据最小权值找出下一个分析站点
            }
        }
        return dots;
}

（3）循环遍历更新result

public static Result value(Station start,Station over) {
        if (!anaList.contains(start)) {//将起始站放入已分析的站点集合
            anaList.add(start);
        }
        if (start.equals(over)){//起始站点和结束站点相同，直接返回结果
            Result result = new Result();
            result.setDistance(0);
            result.setOver(start);
            result.setStart(start);
            resultMap.put(start, result);
            return resultMap.get(start);
        }
        if (resultMap.isEmpty()) {//结果集为空
            List<Station> linkStations = getLinkStation(start);
            for (Station station : linkStations) {
                Result result = new Result();
                result.setStart(start);
                result.setOver(station);//相邻站点放入result
                int distance = 1;//相邻站点间距离均为1
                result.setDistance(distance);
                result.getPass().add(station);//该站加入经过站点集
                resultMap.put(station, result);//放入结果集
            }
        }
        Station before = getNextStation();//下一个分析站点
        if (before==null){//不存在，即全部分析完
            Result result = new Result();
            result.setDistance(0);
            result.setStart(start);
            result.setOver(over);
            return resultMap.put(over, result);
        }
        if (before.equals(over)) {//下一个分析的站点是结束站点，即分析完
            return resultMap.get(before);
        }
        List<Station> afterLinks = getLinkStation(before);
        for (Station after : afterLinks) {//分析before与相邻站点间的距离
            if (anaList.contains(after)) {
                continue;
            }
            int distance =  resultMap.get(before).getDistance()+1;
            if( before.getSname().equals(after.getSname())){
                distance = 0;
            }
            List<Station> beforePass = resultMap.get(before).getPass();
            Result afterResult = resultMap.get(after);
            if (afterResult!=null){//结果集中有内容
                if (afterResult.getDistance() > distance) {
                    afterResult.setDistance(distance);
                    afterResult.getPass().clear();//清空
                    afterResult.getPass().addAll(beforePass);//更新
                    afterResult.getPass().add(after);
                }
            }
            else {//结果集中没有内容
                afterResult = new Result();//新建
                afterResult.setDistance(distance);
                afterResult.setStart(start);
                afterResult.setOver(after);
                afterResult.getPass().addAll(beforePass);
                afterResult.getPass().add(after);
            }
            resultMap.put(after, afterResult);//放入结果集
        }
        anaList.add(before);//将下一个分析的站点加入已分析站点集
        value(start, over);//递归调用
        return resultMap.get(over);//全部分析完
    }

Console运行结果：

 

界面设计：

 

采用GUI设计

 

 

 

异常控制：

1.站点不存在

 

 2.起始站与终点站相同

 

 3.线路不存在