アプリケーションダイアグラム（最短経路を解決するためのキャンパスマップ）

その他 2020-04-08 20:03:28 訪問数: null

まず、実験的な要件：

四川ライトケミカル工業大学のキャンパス計画の設計は、劣ら8以上のアトラクションを含んでいました。図観光名所頂点学校、店舗名スポット、アトラクション情報に、エッジパス、ストレージパスの長さの情報を述べています。要求された情報は、それぞれ、ファイルgraph.txtに読み出しを実行し、このファイルを書き込むためのデータ処理システムに記憶されています。

1。Graph.txt図における隣接行列表現を使用してグラフを作成するために、対応するデータ内のファイルから読み取られ（アルゴリズム6.1）;
2。観光情報照会：導入キャンパスにゲストを訪問しての観光スポットに関する情報を提供します;
3。クエリを確認する：任意のキャンパスはゲストを訪れるための2つのアトラクション間の最短経路（アルゴリズム6.10）を提供しています。

（これは、操作後のファイルは、適切な情報を変更する場合、反映行動の問い合わせやクエリ再び観光スポット情報を求めるべきである）コンテンツとして選択します

  1. 関連情報の既存のアトラクションを変更します。
  2. 新しいアトラクションや関連情報を追加します。
  3. 新しいパスを追加します。
  4. 魅力と関連情報を削除します。
  5. パスを削除します。
    プロンプトを達成するには：
  6. キャンパス道路が双方向のトラフィックである、あなたはキャンパスプランを設定することができます重み付けさ無向グラフが無い隣接行列とのネットワークを示しています。

{typedefは構造体
チャー名[100];
CHAR情報[10000];
} VertexType; //頂点構造
構造体{typedefを
VertexType vexs [10];
int型アーク[100] [100]; //隣接行列
INT vexnum、arcnum; / /頂点の数、エッジの数
} MGraph図の//構造。
次のように図2の頂点情報とエッジ情報graph.txtデータファイルストレージ、ファイル形式データの形式で提供することができる。
図の上部側の数を数えます
関心名のスポットは、
経路長のポイント終わりを開始します

ファイルに保存することができるよう、以下のデータgraph.txt：
815
Pinzhengダイニングレストランを、良い食べ物は
御園は美味しい食堂、ある
......
Pinzheng 100イーストゲートレストランの
南東ドアPinzhengレストラン400
......
ここに画像を挿入説明

第二に、実験コード

#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#include<iostream>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<fstream>
#include <vector>
#define INF 123456
#define MaxSize 32476
using namespace std;
typedef struct{ 
	char name[100];
	char info[10000];
}VertexType;      //顶点结构[name+info] 
typedef struct{ 
	VertexType vexs[10];
	int arcs[100][100];   //邻接矩阵
	int vexnum,arcnum;    //顶点、边的个数 
}MGraph;
//确定边的位置 
int locatevex(MGraph &G,char v[],int vexnum){
	for(int i=0;i<vexnum;i++){
		if(v==G.vexs[i].name){
			return i;
		}
	}
}
//输出所有景点的名称 
void show_vex(MGraph &G){
	for(int i=0;i<G.vexnum;i++){
		cout<<i+1<<"."<<G.vexs[i].name<<endl;
	}
}
//输出所有景点的详细信息
void show_info(MGraph &G,int index){ 
	cout<<"对应景点信息为："<<index<<"."<<G.vexs[index-1].info<<endl;
}

//获取编号 
int getVerNum(MGraph &G,char* name){
	int i;
	for(i=0;i<G.vexnum;i++){
		if(strcmp(name,G.vexs[i].name)==0){
			return i;
		}
	}
	if(i>G.vexnum){
		return -1;
	}
		
} 
// 最短路径Dijkstra算法
/*
v: 求编号为v的顶点到其它点的最短路径。
path: 路径存放在path数组中。 path[i] 存放 到i的前驱结点编号, path[3] = 1 表示： 顶点3是从1过来的
*/
void Dijkstra(MGraph &G,int v,int path[],int dist[]){
    int s[MaxSize];// 已找到最短路径的点的集合
    bool Final[MaxSize];//Final[w]=1表示求得顶点V0至Vw的最短路径
    // 初始化dist\path: path[i] 存放 到i的前驱结点编号, -1表示没有
    for (int i = 0; i < G.vexnum; i++){
        Final[i] = false;
        dist[i] = G.arcs[v][i];
        if (dist[i] != INF){
            path[i] = v;
        }
        else{
            path[i]=-1;
        }
    }
    s[0] = v; // 初始化s
    Final[v] = true;
    int num = 1;
    while (num < G.vexnum){
        // 在dist中查找最小值元素
        int k = 0,min= INF;
        for (int i = 0; i < G.vexnum; i++)
        {
            if (i == v)continue;
            if (!Final[i] && dist[i] < min)
            {
                k = i;
                min = dist[i];
            }                
        }
        s[num++] = k;// 将新生成的结点加入集合s
        Final[k] = true;
        // 修改dist和path数组
        for (int i = 0; i < G.vexnum; i++){
            if (!Final[i] && dist[i] > dist[k] + G.arcs[k][i])
            {
                dist[i] = dist[k] + G.arcs[k][i];
                path[i] = k;
            }
        }
    }
}
/* char*tostr  字符串转化str类型
输入：char * 字符串地址   
无输出
返回值： str类型的字符串
*/
string charToStr(char * contentChar)
{
	string str;
	for (int i=0;contentChar[i]!='\0';i++)
	{
		str+=contentChar[i];
	}
	return str;
}

/* 修改文件某行内容
 输入：文件名 fileName   行号   lineNum ,修改的内容 content
 输出：文件名 fileName
 无返回值
 tip：1,lineNum从第一行开始 2.content需要加上换行符
*/
void modifyContentInFile(char *fileName,int lineNum,char *content)
{
	ifstream in;
	char line[1024]={'\0'};
	in.open(fileName);
	int i=0;
	string tempStr;
	while(in.getline(line,sizeof(line)))
	{
		i++;
		if(lineNum!=i)
		{
			tempStr+=charToStr(line);
		}
		else
		{
	       tempStr+=charToStr(content);
		}
		tempStr+='\n';
	}
	in.close();
	ofstream out;
	out.open(fileName);
	out.flush();
	out<<tempStr;
	out.close();
}
void CreatGraph(MGraph &G){
	ifstream in("Graph.txt");
	in>>G.vexnum>>G.arcnum;
	for(int i=0;i<G.vexnum;i++){
		in>>G.vexs[i].name;
		in>>G.vexs[i].info;
	} 
	//输出 
	//初始化边的权值
	for(int i=0;i<G.vexnum;i++){
		for(int j=0;j<G.vexnum;j++){
			G.arcs[i][j]=INF;
		}
	}
	//输入边的信息
	for(int i=0;i<G.arcnum;i++){
		int m,n,cost;
		char tname1[MaxSize],tname2[MaxSize];
		
		in>>tname1>>tname2>>cost;
		m=getVerNum(G,tname1);
		n=getVerNum(G,tname2);
		//如果m n为-1，表示输入有错
		assert(m!=-1&&n!=-1); 
		G.arcs[m][n]=cost;
		G.arcs[n][m]=cost;
	}	
}

/*删除文本文件的空行*/
void deletenull(string file){
	vector<string> file_data;
    string file_name = file;
    fstream file_in(file_name.c_str(), fstream::in);
    string temp = "";
    while( getline(file_in, temp) ) {
        if( temp != ""){
            file_data.push_back(temp);
        }
    }
    file_in.close();
    //remove(file_name.c_str());
    fstream file_out(file_name.c_str(), fstream::out);
    for(vector<string>::iterator i = file_data.begin(); i != file_data.end(); i++){
        file_out<<*i<<endl;
    }
}
int main(){
	while(1){
		cout<<"***************欢迎来到四川轻化工大学********"<<endl;
		cout<<"1.	查询景点信息"<<endl;
		cout<<"2.	问路查询"<<endl;
		cout<<"3.	修改一个已有景点的相关信息；"<<endl;
		cout<<"4.      增加一个新景点及其相关信息"<<endl;
		cout<<"5.      增加一条新的路径"<<endl;
		cout<<"6.      删除一个景点及其相关信息"<<endl;
		cout<<"7.      删除一条路径"<<endl;
		cout<<"#.	退出"<<endl;
		cout<<"***************轻化工校园导游系统**********"<<endl;
		MGraph G;     
		CreatGraph(G);   //首先创建图 
		
		char ch;
		cout<<"请输入：";cin>>ch;
		if(ch=='#'){
			break;
		}else if(ch=='1'){
			cout<<"本校景点有："<<endl;
			show_vex(G);
			cout<<"-------------"<<endl;
			
			cout<<"请选择您要查询的景点："<<"(1-"<<G.vexnum<<")"<<"[注：输入0就退出该功能]"<<endl;
			int index;
			while(1){
				cin>>index;
				if(index==0) break;
				if(index>=1&&index<=G.vexnum){
					show_info(G,index);
				} else {
					cout<<"Search failed!"<<endl;
				}
			}
		} else if(ch=='2'){
			cout<<"你选择了问路查询！"<<endl<<"下面显示景点列表:"<<endl;
			show_vex(G);
			cout<<"-------------"<<endl;
			int from,end;
			
			cout<<"请输入你现在的位置:"<<endl;
			while(1){
				cin>>from;
				if(from<=0||from>G.vexnum){
					cout<<"Input failed!Please input the start again:"<<endl;
				} else {
					break;
				}
			} 
			cout<<"请输入你的目的地:"<<endl;
			while(1){
				cin>>end;
				if(end<=0||end>G.vexnum){
					cout<<"Input failed!Please input the end again:"<<endl;
				} else {
					break;
				}
			}
			
			int path[MaxSize];
			int dist[MaxSize];      //v到j的路径长度 
			Dijkstra(G,from-1,path,dist);
			cout<<G.vexs[from-1].name<<"到"<<G.vexs[end-1].name<<"的路径是："<<endl;
			
			int temp=end-1;         //终点-1作为数组下标 
			int temp1,temp2;        
			int flag[MaxSize],m=0;  
			while(temp!= -1 ){       
				flag[m++]=temp;     //flag[]用来 
				temp1=temp;   
				temp2=path[temp1]; //path[]存放前驱顶点编号。path[temp1]=-1表示没有前驱了。 
				temp=temp2;
			}
			
			for(int i=m-1;i>=0;i--){
				cout<<G.vexs[ flag[i] ].name;
				if(i!=0){
					cout<<"->";
				}
			}
			cout<<endl<<endl;
			cout<<"最短距离是："<<endl<< dist[end-1] <<"米"<<endl;    //dist[]数组用来存放出发节点v0到每个节点的最短路径； dist[end-1]表示v0到终点的最短路径 
			cout<<"---------------------------------"<<endl;
		} else if(ch=='3'){
			char file[10]="graph.txt";
			cout<<"输入需要修改信息的原景点："<<endl;
			int i;cin>>i;
			cout<<"将原景点信息改为：---->"<<endl;
			char content[1000]={""},s[100];
			cin>>s;
			strcat(content,G.vexs[i-1].name);      strcat(content," ");     strcat(content,s);
			//cout<<content<<endl;
			modifyContentInFile(file,1+i,content);cout<<"修改景点信息成功！"<<endl;
		} else if(ch=='4'){
			 //增加一个新景点及其相关信息
			cout<<"你选择了增加一个新景点及其相关信息功能！"<<endl;
			cout<<"请输入新景点的name和info："<<endl;
			char newvexname[MaxSize];char newvexinfo[MaxSize];
			cin>>newvexname;cin>>newvexinfo;
			strcat(newvexname," ");strcat(newvexname,newvexinfo);
			
			char s[MaxSize];
			strcpy(s,G.vexs[G.vexnum-1].name);
			strcat(s," ");  
			strcat(s,G.vexs[G.vexnum-1].info);
			strcat(s,"\n");strcat(s,newvexname);
			cout<<s<<endl;
			//插入到景点末尾；而且将第一行的vexnum+1； 
			char file[10]="graph.txt";
			modifyContentInFile(file,1+G.vexnum,s); 
			char str1[MaxSize];char str2[MaxSize];
			itoa(G.vexnum+1, str1, 10);             //第三个参数表示多少进制 
			itoa(G.arcnum,str2,10);
			strcat(str1," ");strcat(str1,str2);
			modifyContentInFile(file,1,str1);     	//修改第一行 
		} else if(ch=='5'){
			//增加一条新的路径；
			cout<<"你选择了增加一条新的路径！"<<endl<<"请依次输入新路径的起点和终点和路径长度："<<endl;
			char s1[MaxSize];char s2[MaxSize];char s3[MaxSize];
			cin>>s1>>s2>>s3;
			strcat(s1," ");strcat(s1,s2);strcat(s1," ");strcat(s1,s3); 
			//在文件末尾写入 
			ofstream write;           
		    ifstream read;
		    write.open("graph.txt", ios::app);      //用ios::app不会覆盖文件内容
		    write << s1 << endl;
		    write.close();
		    read.close();
		    //下面把8  15改成8  16，需要将arcnum++，然后第一行转化成字符串，再写入
			char str1[MaxSize];char str2[MaxSize];
			itoa(G.vexnum, str1, 10);    //第三个参数表示多少进制 
			itoa(G.arcnum+1,str2,10);
			strcat(str1," ");strcat(str1,str2);
		    //修改第一行 
		    char file[10]="graph.txt";
			modifyContentInFile(file,1,str1); 
		} else if(ch=='6'){
			//删除一个景点及其相关信息；
			cout<<"你选择了删除一个景点及其相关信息！" <<endl<<"请输入你要删除的景点编号："<<endl;
			int i;
			cin>>i;
			char file[10]="graph.txt";
			modifyContentInFile(file,1+i,"");     
			
			char str1[MaxSize];char str2[MaxSize];//修改第一行 
			itoa(G.vexnum-1, str1, 10);
			itoa(G.arcnum,str2,10);
			strcat(str1," ");strcat(str1,str2);
			modifyContentInFile(file,1,str1); 
			
			string file1="graph.txt";
			deletenull(file1);
		} else if(ch=='7'){
			//删除一条路径
			cout<<"你选择了删除一条路径功能！"<<endl;
			ifstream in("graph.txt");
			string str;
			string temp;
			for(int i=0;i<1+G.vexnum;i++){
				getline(in,temp);
			}
			cout<<"以下展示出所有路径："<<endl;
			for(int i=0;i<G.arcnum;i++){
				getline(in,str);
				cout<<i+1<<"."<<str<<endl;
			}

			cout<<"请输入删除的路径(1-"<<G.arcnum<<"):"<<endl; 
			int index; cin>>index;
			char file[10]="graph.txt";
			modifyContentInFile(file,1+G.vexnum+index,"");  //删除路径 
			char str1[MaxSize];char str2[MaxSize];
			itoa(G.vexnum, str1, 10);   
			itoa(G.arcnum-1,str2,10);
			strcat(str1," ");strcat(str1,str2);
			modifyContentInFile(file,1,str1);   //修改第一行 
			string file1="graph.txt";
			deletenull(file1);

		} else {
			//如果输入不为1-7和#的话
			cout<<"------------------"<<endl<<"Input failed!Please input again!"<<endl<<"------------------"<<endl; 
		}
	}
	return 0;
}

第三に、コンパイルして実行ショット：

ここに画像を挿入説明

第四は、「graph.txt」データファイル（テスト用）コンテンツを添付します：

ここに画像を挿入説明

五、注：

追加、削除、変更のデータ「マップ」では、実験的な処理は、ファイルが必要です。
基本的な方法に加えて、いくつかの機能やアルゴリズムが存在していることに加えて、深く勉強考えることができます。

ファイル1.削除空白行：

void deletenull(string file){
	vector<string> file_data;
    string file_name = "1.txt";
    fstream file_in(file_name.c_str(), fstream::in);
    string temp = "";
    while(getline(file_in, temp)){
        if( temp != ""){
            file_data.push_back(temp);
        }
    }
    file_in.close();
    //remove(file_name.c_str());
    fstream file_out(file_name.c_str(), fstream::out);
    for(vector<string>::iterator i = file_data.begin(); i != file_data.end(); i++){
        file_out<<*i<<endl;
    }
}

2.ファイル指定された行の変更内容

/* 修改文件某行内容
 输入：文件名 fileName   行号   lineNum ,修改的内容 content
 输出：文件名 fileName
 无返回值
 tip：1,lineNum从第一行开始 2.content需要加上换行符
*/
void modifyContentInFile(char *fileName,int lineNum,char *content)
{
	ifstream in;
	char line[1024]={'\0'};
	in.open(fileName);
	int i=0;
	string tempStr;
	while(in.getline(line,sizeof(line)))
	{
		i++;
		if(lineNum!=i)
		{
			tempStr+=charToStr(line);
		}
		else
		{
	       tempStr+=charToStr(content);
		}
		tempStr+='\n';
	}
	in.close();
	ofstream out;
	out.open(fileName);
	out.flush();
	out<<tempStr;
	out.close();
}

文字列型の列に文字列* char型

/* char*tostr  字符串转化str类型
输入：char * 字符串地址   
无输出
返回值： str类型的字符串
*/
string charToStr(char * contentChar)
{
	string str;
	for (int i=0;contentChar[i]!='\0';i++)
	{
		str+=contentChar[i];
	}
	return str;
}

3.最短経路アルゴリズム（ここで、ダイクストラアルゴリズム、フロイドのアルゴリズムは、追加参照）。

// 最短路径Dijkstra算法
/*
v: 求编号为v的顶点到其它点的最短路径。
path: 路径存放在path数组中。 path[i] 存放 到i的前驱结点编号, path[3] = 1 表示： 顶点3是从1过来的
*/
void Dijkstra(MGraph &G,int v,int path[],int dist[]){
    int s[MaxSize];// 已找到最短路径的点的集合
    bool Final[MaxSize];//Final[w]=1表示求得顶点V0至Vw的最短路径
    // 初始化dist\path: path[i] 存放 到i的前驱结点编号, -1表示没有
    for (int i = 0; i < G.vexnum; i++){
        Final[i] = false;
        dist[i] = G.arcs[v][i];
        if (dist[i] != INF){
            path[i] = v;
        }
        else{
            path[i]=-1;
        }
    }
    s[0] = v; // 初始化s
    Final[v] = true;
    int num = 1;
    while (num < G.vexnum){
        // 在dist中查找最小值元素
        int k = 0,min= INF;
        for (int i = 0; i < G.vexnum; i++)
        {
            if (i == v)continue;
            if (!Final[i] && dist[i] < min)
            {
                k = i;
                min = dist[i];
            }                
        }
        s[num++] = k;// 将新生成的结点加入集合s
        Final[k] = true;
        // 修改dist和path数组
        for (int i = 0; i < G.vexnum; i++){
            if (!Final[i] && dist[i] > dist[k] + G.arcs[k][i])
            {
                dist[i] = dist[k] + G.arcs[k][i];
                path[i] = k;
            }
        }
    }
}

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