代码模块化、去耦合,构建和测试过程合理 编写java代码有向图, 节点 为node, 边为edge, 求该图形的两点之间最短路径及长度。如果不可达则写成-1

时间: 2023-03-19 19:22:31 浏览: 59
为了求解一个有向图的最短路径和长度,可以使用 Dijkstra 算法或者 Bellman-Ford 算法。这里我使用 Dijkstra 算法实现该功能。 下面是 Java 代码实现,其中包含了对图的节点和边的定义,以及最短路径算法的实现。代码使用了模块化和去耦合的设计思想,通过面向对象的方式来组织代码。同时,我也考虑了构建和测试过程的合理性,使用了 JUnit 来编写单元测试。 ```java import java.util.*; class Node { public final String name; public List<Edge> neighbors; public boolean visited; public double distance = Double.MAX_VALUE; public Node previous; public Node(String name) { this.name = name; this.neighbors = new ArrayList<Edge>(); } public void addNeighbor(Edge edge) { this.neighbors.add(edge); } @Override public String toString() { return this.name; } } class Edge { public final Node start; public final Node end; public final double weight; public Edge(Node start, Node end, double weight) { this.start = start; this.end = end; this.weight = weight; } } public class ShortestPath { public static List<Node> getShortestPath(Node start, Node end) { start.distance = 0; PriorityQueue<Node> priorityQueue = new PriorityQueue<Node>(Comparator.comparingDouble(node -> node.distance)); priorityQueue.add(start); while (!priorityQueue.isEmpty()) { Node current = priorityQueue.poll(); if (current == end) { break; } for (Edge edge : current.neighbors) { Node neighbor = edge.end; double distance = current.distance + edge.weight; if (distance < neighbor.distance) { priorityQueue.remove(neighbor); neighbor.distance = distance; neighbor.previous = current; priorityQueue.add(neighbor); } } } List<Node> shortestPath = new ArrayList<Node>(); for (Node node = end; node != null; node = node.previous) { shortestPath.add(node); } Collections.reverse(shortestPath); return shortestPath; } public static double getShortestPathLength(Node start, Node end) { List<Node> shortestPath = getShortestPath(start, end); if (shortestPath.size() == 0 || shortestPath.get(shortestPath.size() - 1) != end) { return -1; } return end.distance; } public static void main(String[] args) { Node nodeA = new Node("A"); Node nodeB = new Node("B"); Node nodeC = new Node("C"); Node nodeD = new Node("D"); Node nodeE = new Node("E"); nodeA.addNeighbor(new Edge(nodeA, nodeB, 10)); nodeA.addNeighbor(new Edge(nodeA, nodeC, 20)); nodeB.addNeighbor(new Edge(nodeB, nodeD, 15)); nodeC.addNeighbor(new Edge(nodeC, nodeD, 30)); nodeC.addNeighbor(new Edge(nodeC, nodeE, 5)); nodeD.addNeighbor(new Edge(nodeD, nodeE, 10)); Node start = nodeA; Node end = nodeE; double shortestPathLength = getShortestPathLength(start, end);

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