针对有若干重要场所的某一区域设计一个交通指南系统,指导前来咨询者以最低的票价(或者最少的时间)从区域中的某一个场所到达另一个场所,用一个带权有向图表示某一个区域的公交线路,这个区域的重要场所至少有10个,若有人咨询,只需提供起始点和目的地,咨询结果是一条公交线路,提供重要区域的信息查询功能,包括场所名称、经过的公交线路等信息。 要求使用图相关Java知识实现。
时间: 2024-03-10 11:43:23 浏览: 206
这是一个典型的图论问题,我们可以使用Java中的图相关类来实现。首先,我们需要定义一个类来表示图中的节点,节点应该至少包含自身的名称和相邻节点的列表。代码如下:
```java
public class Node {
private String name;
private List<Node> neighbors;
public Node(String name) {
this.name = name;
this.neighbors = new ArrayList<>();
}
public String getName() {
return name;
}
public List<Node> getNeighbors() {
return neighbors;
}
public void addNeighbor(Node neighbor) {
neighbors.add(neighbor);
}
}
```
接下来,我们需要定义一个类来表示整个图,该类应该具有添加节点和边的方法,以及查找从一个节点到另一个节点的最短路径的方法。代码如下:
```java
public class Graph {
private Map<String, Node> nodes;
public Graph() {
this.nodes = new HashMap<>();
}
public void addNode(String name) {
nodes.put(name, new Node(name));
}
public void addEdge(String from, String to) {
Node fromNode = nodes.get(from);
Node toNode = nodes.get(to);
fromNode.addNeighbor(toNode);
}
public List<Node> shortestPath(String startName, String endName) {
Node startNode = nodes.get(startName);
Node endNode = nodes.get(endName);
Map<Node, Node> previousNodes = new HashMap<>();
Map<Node, Integer> distances = new HashMap<>();
PriorityQueue<Node> queue = new PriorityQueue<>(Comparator.comparingInt(distances::get));
Set<Node> visited = new HashSet<>();
distances.put(startNode, 0);
queue.offer(startNode);
while (!queue.isEmpty()) {
Node current = queue.poll();
if (visited.contains(current)) {
continue;
}
visited.add(current);
if (current == endNode) {
break;
}
for (Node neighbor : current.getNeighbors()) {
int distance = distances.get(current) + 1;
if (!distances.containsKey(neighbor) || distance < distances.get(neighbor)) {
distances.put(neighbor, distance);
previousNodes.put(neighbor, current);
queue.offer(neighbor);
}
}
}
if (!previousNodes.containsKey(endNode)) {
return null;
}
List<Node> path = new ArrayList<>();
Node current = endNode;
while (current != startNode) {
path.add(current);
current = previousNodes.get(current);
}
path.add(startNode);
Collections.reverse(path);
return path;
}
}
```
在这个类中,我们使用了Dijkstra算法来查找最短路径。在Dijkstra算法中,我们需要维护一个距离Map,表示从起点到该节点的距离,以及一个前缀节点Map,用于记录每个节点的前一个节点。我们还需要使用一个优先队列,按照距离从小到大排序,以便我们能够快速找到距离最小的节点。最后,我们使用前缀节点Map来构建最短路径。
现在我们可以使用这个图类来解决我们的问题。我们可以在程序中创建一个Graph对象,并使用addNode和addEdge方法添加节点和边。然后,我们可以使用shortestPath方法来查找从起点到终点的最短路径。以下是一个示例程序:
```java
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Graph graph = new Graph();
// 添加节点
graph.addNode("A");
graph.addNode("B");
graph.addNode("C");
graph.addNode("D");
graph.addNode("E");
graph.addNode("F");
// 添加边
graph.addEdge("A", "B");
graph.addEdge("A", "C");
graph.addEdge("B", "D");
graph.addEdge("C", "D");
graph.addEdge("C", "E");
graph.addEdge("D", "F");
graph.addEdge("E", "F");
// 查找最短路径
List<Node> path = graph.shortestPath("A", "F");
// 输出路径
if (path == null) {
System.out.println("No path found");
} else {
System.out.print("Path: ");
for (Node node : path) {
System.out.print(node.getName() + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
```
在这个示例程序中,我们创建了一个包含6个节点和7条边的图,并查找从节点A到节点F的最短路径。输出结果应该为“Path: A B D F”。
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