利用数据结构Dijkstra算法实现地铁网络最短路径的数据结构设计的关键代码

时间: 2024-05-08 09:13:18 浏览: 8
利用Dijkstra算法实现地铁网络最短路径的数据结构设计的关键代码如下: ```python # 定义地铁网络的节点类 class Node: def __init__(self, name): self.name = name self.neighbors = {} # 存储相邻节点及对应的距离 def add_neighbor(self, neighbor, distance): self.neighbors[neighbor] = distance def get_neighbors(self): return self.neighbors.keys() def get_distance(self, neighbor): return self.neighbors[neighbor] # 定义地铁网络的图类 class SubwayNetwork: def __init__(self): self.nodes = {} # 存储所有节点 def add_node(self, node): self.nodes[node.name] = node def get_node(self, name): return self.nodes[name] def dijkstra(self, start_node, end_node): # 初始化距离字典,存储起点到各节点的最短距离 distances = {node: float('inf') for node in self.nodes} distances[start_node] = 0 # 初始化已访问节点集合和未访问节点集合 visited = set() unvisited = set(self.nodes) while unvisited: # 选择当前距离最小的节点 current_node = min(unvisited, key=lambda node: distances[node]) # 更新当前节点的邻居节点的最短距离 for neighbor in current_node.get_neighbors(): new_distance = distances[current_node] + current_node.get_distance(neighbor) if new_distance < distances[neighbor]: distances[neighbor] = new_distance # 将当前节点标记为已访问,并从未访问集合中移除 visited.add(current_node) unvisited.remove(current_node) # 如果已经到达终点节点,则停止搜索 if current_node == end_node: break return distances[end_node] # 创建地铁网络图 subway = SubwayNetwork() # 添加地铁站节点 station_a = Node("A") station_b = Node("B") station_c = Node("C") station_d = Node("D") station_e = Node("E") # 添加地铁站之间的连接关系及距离 station_a.add_neighbor(station_b, 5) station_a.add_neighbor(station_c, 3) station_b.add_neighbor(station_d, 2) station_c.add_neighbor(station_b, 1) station_c.add_neighbor(station_d, 6) station_d.add_neighbor(station_e, 4) # 将节点添加到地铁网络图中 subway.add_node(station_a) subway.add_node(station_b) subway.add_node(station_c) subway.add_node(station_d) subway.add_node(station_e) # 计算最短路径 start_station = station_a end_station = station_e shortest_distance = subway.dijkstra(start_station, end_station) print(f"The shortest distance from {start_station.name} to {end_station.name} is {shortest_distance}") ```

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