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,找出其中的一条即可 【输入形式】 文件bgstations.txt为数据文件,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> 从标准输入读入起始站和目的站 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;其它字符都是英文字符。 用C语言实现

时间: 2023-11-11 19:02:19 浏览: 245
好的,这是一个比较复杂的问题,需要用到Dijkstra算法进行最短路径的计算。这里提供一份C语言代码供参考: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_LINE 1024 #define MAX_STATION 100 typedef struct { int line_num; char line_name[MAX_LINE]; int station_count; char station_name[MAX_STATION][MAX_LINE]; int station_transfer[MAX_STATION]; } subway_line; typedef struct { int station_num; int line_num; int transfer_count; } vertex; typedef struct { int weight; int next_vertex; } edge; void dijkstra(int start, int end, vertex *vertices, edge *edges, int vertex_count, char station_names[MAX_STATION][MAX_LINE], subway_line *lines, int line_count) { int i, j, k, min, min_vertex; int *prev_vertex = (int *)malloc(vertex_count * sizeof(int)); int *dist = (int *)malloc(vertex_count * sizeof(int)); int *visited = (int *)malloc(vertex_count * sizeof(int)); for (i = 0; i < vertex_count; ++i) { prev_vertex[i] = -1; dist[i] = -1; visited[i] = 0; } dist[start] = 0; visited[start] = 1; int current_vertex = start; while (current_vertex != end) { for (i = 0; i < vertex_count; ++i) { if (visited[i] || !edges[current_vertex * vertex_count + i].weight) { continue; } if (dist[i] == -1 || dist[current_vertex] + edges[current_vertex * vertex_count + i].weight < dist[i]) { dist[i] = dist[current_vertex] + edges[current_vertex * vertex_count + i].weight; prev_vertex[i] = current_vertex; } } min = -1; min_vertex = -1; for (i = 0; i < vertex_count; ++i) { if (visited[i] || dist[i] == -1) { continue; } if (min == -1 || dist[i] < min) { min = dist[i]; min_vertex = i; } } if (min_vertex == -1) { break; } visited[min_vertex] = 1; current_vertex = min_vertex; } if (dist[end] == -1) { printf("No route found.\n"); } else { int route[MAX_STATION]; int route_length = 0; current_vertex = end; while (current_vertex != start) { route[route_length++] = current_vertex; current_vertex = prev_vertex[current_vertex]; } route[route_length++] = start; printf("%s-%d(%d)", station_names[vertices[start].station_num], vertices[route[route_length - 1]].line_num, vertices[route[route_length - 1]].transfer_count); for (i = route_length - 2; i >= 0; --i) { int line_num1 = vertices[route[i + 1]].line_num; int line_num2 = vertices[route[i]].line_num; if (line_num1 != line_num2) { char line_name[MAX_LINE]; int j; for (j = 0; j < line_count; ++j) { if (lines[j].line_num == line_num1) { strcpy(line_name, lines[j].line_name); break; } } printf("-%s-%d(%d)", line_name, line_num2, vertices[route[i]].transfer_count); } printf("-%s", station_names[vertices[route[i]].station_num]); } printf("\n"); } free(prev_vertex); free(dist); free(visited); } int main() { FILE *fp; char buf[MAX_LINE]; int line_count, station_count; subway_line *lines; char station_names[MAX_STATION][MAX_LINE]; vertex vertices[MAX_STATION * MAX_STATION]; edge edges[MAX_STATION * MAX_STATION]; int vertex_count = 0; fp = fopen("bgstations.txt", "r"); if (fp == NULL) { printf("Failed to open file.\n"); return 1; } fgets(buf, MAX_LINE, fp); sscanf(buf, "%d", &line_count); lines = (subway_line *)malloc(line_count * sizeof(subway_line)); for (int i = 0; i < line_count; ++i) { fgets(buf, MAX_LINE, fp); sscanf(buf, "%d %s %d", &lines[i].line_num, lines[i].line_name, &lines[i].station_count); for (int j = 0; j < lines[i].station_count; ++j) { fgets(buf, MAX_LINE, fp); sscanf(buf, "%s %d", lines[i].station_name[j], &lines[i].station_transfer[j]); int found = -1; for (int k = 0; k < vertex_count; ++k) { if (strcmp(station_names[vertices[k].station_num], lines[i].station_name[j]) == 0) { found = k; break; } } if (found == -1) { int station_num = vertex_count++; vertices[station_num].station_num = station_num; vertices[station_num].line_num = i; vertices[station_num].transfer_count = lines[i].station_transfer[j]; strcpy(station_names[station_num], lines[i].station_name[j]); found = station_num; } else { if (vertices[found].line_num != i) { vertices[found].transfer_count = 1; } } if (j > 0) { int weight = vertices[found].transfer_count == 1 ? 1 : j - 1; edges[(found - 1) * vertex_count + found].weight = weight; edges[found * vertex_count + found - 1].weight = weight; } if (j < lines[i].station_count - 1) { int found2 = -1; for (int k = 0; k < vertex_count; ++k) { if (strcmp(station_names[vertices[k].station_num], lines[i].station_name[j + 1]) == 0) { found2 = k; break; } } if (found2 == -1) { int station_num = vertex_count++; vertices[station_num].station_num = station_num; vertices[station_num].line_num = i; vertices[station_num].transfer_count = lines[i].station_transfer[j + 1]; strcpy(station_names[station_num], lines[i].station_name[j + 1]); found2 = station_num; } else { if (vertices[found2].line_num != i) { vertices[found2].transfer_count = 1; } } int weight = vertices[found].line_num == vertices[found2].line_num ? 1 : vertices[found].transfer_count + vertices[found2].transfer_count; edges[found * vertex_count + found2].weight = weight; edges[found2 * vertex_count + found].weight = weight; } } } fclose(fp); char start_name[MAX_LINE], end_name[MAX_LINE]; int start = -1, end = -1; printf("Please enter the start station: "); scanf("%s", start_name); printf("Please enter the end station: "); scanf("%s", end_name); for (int i = 0; i < vertex_count; ++i) { if (strcmp(station_names[vertices[i].station_num], start_name) == 0) { start = i; } if (strcmp(station_names[vertices[i].station_num], end_name) == 0) { end = i; } } if (start == -1 || end == -1) { printf("Invalid station name.\n"); } else { dijkstra(start, end, vertices, edges, vertex_count, station_names, lines, line_count); } free(lines); return 0; } ``` 这个程序的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路径,其中包括经过的站点和换乘信息。程序首先从文件中读取北京地铁的线路及车站信息,并通过Dijkstra算法计算最短路径,最后输出路径信息。
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