2024/04/22

1.1存储：线路号，车站唯一标识ID，线路的各个站名，车站的换乘信息等信息。 1.2需要考虑：如何表示两个小白圆点中间有一条线表示这两个车站是相邻的；这个车站可以转 5 号线等信息。

package 练习1;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;
import java.util.Set;
import java.util.Stack;

public class Graph {
static List<String> station_name=new ArrayList<String>(); //用于存储所有的站点名称，共138个，从station_name文件中获取
/*
* 接下来三个list是存储站点信息的，分别是站点名称，站点所属线路名称，站点在该线上的序列号（人为设置，如万盛是四号线1站）
* 三个list 的内容从station.data文件中获取
* 三个list的相同位置存储同一个站点的信息，如lstation_name.get(1)+lline_name.get(1)+lstation_num.get(1) 存储的就是第二个站点的信息
*/
static List<String> lstation_name=new ArrayList<String>();
static List<String> lline_name=new ArrayList<String>();
static List<String> lstation_num=new ArrayList<String>();
/*
* 一共五个list，分别存储一号线，二号线，三号线，四号线，七号线，十号线的站点名称
*/
public static List<String> line1 = new ArrayList<String>();
public static List<String> line2 = new ArrayList<String>();
public static List<String> line3 = new ArrayList<String>();
public static List<String> line4 = new ArrayList<String>();
public static List<String> line7 = new ArrayList<String>();
public static List<String> line10 = new ArrayList<String>();

public static Set<List<String>> lineSet = new LinkedHashSet<List<String>>(); //Set对象，用于存放所有地铁线路的list
public static Graph graph = new Graph(138); //成都的地铁线路网,138是所有地铁站的个数

public Graph(int i) { //构造方法，调用init()函数
init();
}
/*
* search方法，用于查询 站点在station_name中的序列号
*/
public static int search(String name) {
int i=0;
int flag=0;
for(i=0;i<station_name.size();i++) {
if(name.equals(station_name.get(i).trim())) {
flag=1;
break;
}
}
if(flag==0) {
System.out.println(name+" "+"站点不存在");
i=-1;
}
return i;
}

/*
* searchline
* 查询线路上所有的站点
*/
public static void searchline(String lname) {
System.out.println(lname+"查询结果如下");
//int flag=0;
switch(lname) {
case "一号线":System.out.println(line1);break;
case "二号线":System.out.println(line2);break;
case "三号线":System.out.println(line3);break;
case "四号线":System.out.println(line4);break;
case "七号线":System.out.println(line7);break;
case "十号线":System.out.println(line10);break;
default:System.out.println("线路不存在");break;
}
}

/*
* searchstation方法
* 查询站点的所属线路
*/
public static void searchstation(String sname) {
int i=0;
int flag=0;
System.out.println(sname+":");
for(List<String> line:lineSet) {
for(String s:line) {
if(s.equals(sname)) {
switch(i) {
case 0:System.out.println("1号线");flag++;break;
case 1:System.out.println("2号线");flag++;break;
case 2:System.out.println("3号线");flag++;break;
case 3:System.out.println("4号线");flag++;break;
case 4:System.out.println("7号线");flag++;break;
case 5:System.out.println("10号线");flag++;break;
}
}
}
i++;
}
if(flag==0) {
System.out.println("站点不存在");
}
}

/*
* init()方法
* 用于创建成都地铁线路网graph
*/
public static void init() {
/*
* 读取station_name.txt文件中的站点名称，并存储进station_name list中
*/
try {
// File file = new File("E:\\eclipse\\Test\\bin\\station_name.txt");
File file = new File("src//method3//station_name.txt");
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file),"utf-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
String line = "";
line = br.readLine();
while (line != null) {

station_name.add(line.trim());
line = br.readLine();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
/*
* 读取station_data.txt文件中的站点信息
*/
try {
// File file = new File("E:\\eclipse\\Test\\bin\\station_data.txt");
File file = new File("src//method3//station_data.txt");
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file),"utf-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
String line = "";
line = br.readLine();
while (line != null) {
String[] sArray=line.split(","); //以,为分隔符，将每一行划分为三个字符串存入sArray中
//将数组中的三个字符串分别存放进三个list中，因此三个list中的相同位置存放的都是一个站点的信息
lstation_name.add(sArray[0].trim());
lline_name.add(sArray[1].trim());
lstation_num.add(sArray[2].trim());
//将站点划分到各自的路线中，通过sArray[1]来判断
switch(sArray[1]) {
case "1":line1.add(sArray[0]);break;
case "2":line2.add(sArray[0]);break;
case "3":line3.add(sArray[0]);break;
case "4":line4.add(sArray[0]);break;
case "7":line7.add(sArray[0]);break;
case "10":line10.add(sArray[0]);break;
}
line = br.readLine(); //读取下一行，直到读完整个文件
}
// while循环结束后，所有的站点信息都被录入完毕，现在将所有线路list放入之前创建的Set对象中方便调用
lineSet.add(line1);
lineSet.add(line2);
lineSet.add(line3);
lineSet.add(line4);
lineSet.add(line7);
lineSet.add(line10);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
int size=lstation_name.size(); //size表示的是站点信息的多少，因为一个站点可能有多个信息（就是指换乘站），
/*
* 到目前为止，graph中只有结点，还没有边，现在开始加边
* 每次对两个站点信息进行遍历，判断是否要加边
* 加边的条件，处在同一条路线上，且序列号连续
* 因为每个站点一定都处在至少一条线路上，这样即使是中转站也可以完成加边，
* 如一品天下是二号线和七号线的中转站，那么在station_data.txt中就有两个一品天下的信息，分别是一品天下,2,9和一品天下,7,1
* 这样一品天下站点的所有邻接点都能找到，自然就可以加边了
*/
for(int i=1;i<size;i++) {
if((lline_name.get(i)).equals(lline_name.get(i-1))&&Integer.parseInt(lstation_num.get(i))==Integer.parseInt(lstation_num.get(i-1))+1) {
int x=search(lstation_name.get(i)); //通过search方法获取当前站点在lstation_name中的序列号，因为graph中的LinkedList（邻接点数组）和lstation_name 的序列号是一一对应的
int y=search(lstation_name.get(i-1)); //同上
graph.addEdge(x, y); //调用加边方法进行加边
}
}
}

public void calc(int start,int end,Graph graph){
if(start<0||end<0) {
return;
}
if(start==end) {
System.out.println("两站点相同");
return;
}
int v=graph.getV(); //得到结点总数
LinkedList<Integer>[] adj=graph.getAdj(); //得到所有边的信息
boolean[] visited = new boolean[v]; //创建访问数组
visited[start] = true; //设置初始站点已被访问过
Queue<Integer> queue = new LinkedList<>(); //创建辅助队列
queue.add(start);
int[] prev = new int[v]; //路径数组，记录站点的前一个站点，如prev[q]=w,就表示想要到达q，就必须先经过w
for(int i=0; i<v;i++) { //初始化为-1
prev[i] = -1;
}
while(queue.size() != 0) {
int w =queue.poll();
for(int i=0; i<adj[w].size();++i) { //遍历站点 w 的所有邻接站点
int q = adj[w].get(i); //取出 w 的邻接站点
if(!visited[q]) { //判断是否访问过
prev[q] = w; //加入路径数组
if(q == end) { //如果是终点就结束，调用print方法打印路径
print(prev,start,end);
return;
}
visited[q] = true; //如果不是目的地，就设置为已访问过，
queue.add(q); //邻接站点入队
}
}
}
}
private void print(int[] prev, int start,int end) {
int end2=end; //将end赋值给end2，之后会用到
int num=1; //用于记录经过的站数，初值为1
Stack<Integer> stack=new Stack<Integer>(); //创建辅助栈
/*
* 依次将路径数组中的值入栈，利用栈后进先出的特性
* 循环条件1：prev[end]!=-1 表示已经找到了正确路线，
* 循环条件2：start!=end，表示已经全部压栈完毕
*/
while(prev[end]!=-1&&start!=end){
stack.push(prev[end]); //目的地的前一个站点入栈
end=prev[end]; //将目的地设为目的地的前一个站点，这样循环下去，最终end=start 结束循环
}
List<String> line = new ArrayList<String>(); //创建辅助list line
/*
* 将栈里的数据依次出栈，并将序列号转换成站名，放进list
*/
while(!stack.empty()){ //只要栈不空
int e=stack.pop(); //出栈
String name=new CDSubway().station_name.get(e); //调用CDSubway的静态变量station_name，根据序列号获取站名
line.add(name); //将站名加入list
}
String name=new CDSubway().station_name.get(end2); //通过之前保存的end2，获取目的地站名，因为end会变化
line.add(name); //加入list
System.out.print(line.get(0));
//对线路上每一个站点进行遍历（从第二个站点开始，倒数第二个站点结束），判断与前后两个站点是否发生了换乘
for(int i=1;i<line.size()-1;i++) {
/*
* 之所以3个站点要一前一后一共四次调用transfer方法是因为一条路线有两个方向
* 如顺着走就是高新，火车南站，三瓦窑，逆着走就是三瓦窑，火车南站，高新
* 注，地铁并没有顺逆的方向，这里的顺逆是指的我的station_data文件中标注的顺序
*/
int x=transfer(line.get(i-1),line.get(i));
int y=transfer(line.get(i),line.get(i-1));
int x1=transfer(line.get(i),line.get(i+1));
int y1=transfer(line.get(i+1),line.get(i));
if(x<=0) { //说明逆着走
x=y;
}
if(x1<=0) { //说明逆着走
x1=y1;
}
if(x==x1) { //表示没换乘
System.out.print("->"+line.get(i));
num++;
}
else { //表示换乘
System.out.print("->"+line.get(i)+"(换乘"+num(x1)+")");
num++;
}
}
System.out.println("->"+line.get(line.size()-1));
System.out.println("共"+num+"站");
}
/*
* 判断是否有换乘，如果有返回换乘线路的代号
*/
private int transfer(String n,String m) {
int p=-1;
int flag=0; //循环结束标志
int linenum=0; //线路代号
for(List<String> line:new CDSubway().lineSet) { //对成都每条地铁线路进行遍历
for(int i=0;i<line.size()-1;i++) { //对该地铁线上的每个地铁站进行遍历
/*
* 对两个地铁站n和m进行判断，判断是否为一条线上的相邻两站，
* 第一个条件是正常情况，即该线路不是环线
* 第二三个条件不是正常情况，即该路是环线
*/
if(n.equals(line.get(i).trim())&&m.equals(line.get(i+1).trim())|| //表示 n和 m 是一条线上的相邻站
n.equals(line.get(0).trim())&&m.equals(line.get(line.size()-1).trim())|| //表示n和m 是一条线上的头尾两站，环线上的头尾两站也是相邻站
m.equals(line.get(0).trim())&&n.equals(line.get(line.size()-1).trim())) { //同上，只不过方向不同
p=linenum;
flag=1;
break;
}
}
if (flag==1) break;
linenum++; //线路代号加1，表示换了令一条线路查找
}
return p; //返回线路代号
}
//通过代号，找到换乘的线路
public String num(int p) {
String n=null;
switch(p) {
case 0:n=("1号线");break;
case 1:n=("2号线");break;
case 2:n=("3号线");break;
case 3:n=("4号线");break;
case 4:n=("7号线");break;
case 5:n=("10号线");break;
}
return n;
}
}

代码有点问题，修改中。