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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