1號線 蘋果園 古城 八角遊樂園 八寶山 玉泉路 五棵松 萬壽路 公主墳 軍事博物館 木樨地 南禮士路 復興門 西單 天安門西 天安門東 王府井 東單 建國門 永安裡 國貿 大望路 四惠 四惠東

2號線 西直門 車公莊 阜成門 復興門 長椿街 宣武門 和平門 前門 崇文門 北京站 建國門 朝陽門 東四十條 東直門 雍和宮 安定門 鼓樓大街 積水潭 西直門

3號線 天宮院 生物醫藥基地 義和莊 黃村火車站 黃村西大街 清源路 棗園 高米店南 高米店北 西紅門 新宮 公益西橋 角門西 馬家堡 北京南站 陶然亭 菜市口 宣武門 西單 靈境衚衕 西四 平安裡 新街口 西直門 動物園 國家圖書館 魏公村 人民大學 海淀黃莊 中關村 北京大學東門 圓明園 西苑 北宮門 安河橋北

5號線 宋家莊 劉家窯 蒲黃榆 天壇東門 磁器口 崇文門 東單 燈市口 東四 張自忠路 北新橋 雍和宮 和平里北街 和平西橋 惠新西街南口 惠新西街北口 大屯橋東 北苑路北 立水橋南 立水橋 天通苑南 天通苑 天通苑

6號線 金安橋 楊莊 西黃村 廖公莊 田村 海淀五路居 慈壽寺 花園橋 白石橋南 車公莊西 車公莊 平安裡 北海北 南鑼鼓巷 東四 朝陽門 東大橋 呼家樓 金臺路 十里堡 青年路 褡褳坡 黃渠 常營 草房 物資學院路 通州北關 通運門 北運河西 北運河東 郝家府 東夏園 潞城

7號線 北京西站 灣子 達官營 廣安門內 菜市口 虎坊橋 珠市口 橋灣 磁器口 廣渠門內 廣渠門外 九龍山 大郊亭 百子灣 化工 南樓梓莊 歡樂谷景區 垡頭 雙合 焦化廠

8號線 朱辛莊 育知路 平西府 回龍觀東大街 霍營 育新 西小口 永泰莊 林萃橋 森林公園南門 奧林匹克公園 奧體中心 北土城 安華橋 安德里北街 鼓樓大街 什剎海 南鑼鼓巷 中國美術館

8號線南段 珠市口 天橋 永定門外 木樨園 海戶屯 大紅門南 和義 東高地 火箭萬源 五福堂 德茂 瀛海

9號線 國家圖書館 白石橋南 白堆子 軍事博物館 北京西站 六裡橋東 六裡橋 七裡莊 豐臺東大街 豐臺南路 科怡路 豐臺科技園 郭公莊

10號線 勁鬆 雙井 國貿 金臺夕照 呼家樓 團結湖 農業展覽館 亮馬橋 三元橋 太陽宮 芍藥居 惠新西街南口 安貞門 北土城 健德門 牡丹園 西土城 知春路 知春裡 海淀黃莊 蘇州街 巴溝 火器營 長春橋 車道溝 慈壽寺 西釣魚臺 公主墳 蓮花橋 六裡橋 西局 泥窪 豐臺站 首經貿 紀家廟 草橋 角門西 角門東 大紅門 石榴莊 宋家莊 成壽寺 分鐘寺 十里河 潘家園 勁鬆 新機場線 草橋 大興新城 大興機場

13號線 西直門 大鐘寺 知春路 五道口 上地 西二旗 龍澤 回龍觀 霍營 立水橋 北苑 望京西 芍藥居 光熙門 柳芳 東直門 14號線西端 張郭莊 園博園 大瓦窯 郭莊子 打井 七裡莊 西局

14號線東端 北京南站 永定門外 景泰 蒲黃榆 方莊 十里河 北工大西門 平樂園 九龍山 大望路 金臺路 朝陽公園 棗營 東風北橋 將臺 望京南 阜通 望京 東湖渠 來廣營 善各莊 15號線 俸伯 順義 石門 南法信 後沙峪 花梨坎 國展 孫河 馬泉營 崔各莊 望京東 望京 望京西 關莊 大屯路東 安立路 奧林匹克公園 北沙灘 六道口 清華東路西口

16號線 北安河 溫陽路 稻香湖路 屯佃 永豐 永豐南 西北旺 馬連窪 農大南路 西苑 八通線 四惠 四惠東 高碑店 傳媒大學 雙橋 管莊 八里橋 通州北苑 果園 九棵樹 梨園 臨河裡 土橋

昌平線 昌平西山口 十三陵景區 昌平 昌平關東 北邵窪 南邵 沙河高教園 沙河 鞏華城 朱辛莊 生命科學園 西二旗

亦莊線 宋家莊 肖村 小紅門 舊宮 亦莊橋 亦莊文化園 萬源街 榮京東街 榮昌東街 同濟南路 經海路 次渠南 次渠 亦莊火車站

房山線 郭公莊 大葆臺 稻田 長陽 籬笆房 廣陽城 良鄉大學城北 良鄉大學城 良鄉大學城西 良鄉南關 蘇莊 閻村東

機場線 東直門 三元橋 T2航站樓 T3航站樓

s1號線 金安橋 四道橋 橋戶營 上岸 慄園莊 小園 石廠

燕房線 燕山 房山城關 饒樂府 馬各莊 大石河東 星城 閻村 紫草塢 閻村東

西郊線 香山 植物園 萬安 茶棚 頤和園西門 巴溝

設計思路與模組分析

Station.java

定義了站點Station的類結構和圖的結構

import java.util.HashMap;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Map;

public class Station {

    private String name; //地鐵站名稱

    public Station prev; //前一個站

    public Station next; //後一個站

    //本站到某一個目標站(key)所經過的所有站集合(value)，保持前後順序
    private Map<Station, LinkedHashSet<Station>> orderSetMap = new HashMap<Station, LinkedHashSet<Station>>();

    public Station(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public LinkedHashSet<Station> getAllPassedStations(Station station) {
        if (orderSetMap.get(station) == null) {
            LinkedHashSet<Station> set = new LinkedHashSet<Station>();
            set.add(this);
            orderSetMap.put(station, set);
        }
        return orderSetMap.get(station);
    }

    public Map<Station, LinkedHashSet<Station>> getOrderSetMap() {
        return orderSetMap;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {
            return true;
        } else if (obj instanceof Station) {
            Station s = (Station) obj;
            if (s.getName().equals(this.getName())) {
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        } else {
            return false;
        }
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.getName().hashCode();
    }
}

DataBuilder.java

讀取檔案,建立地鐵路線(得到的是去除了第一列後的站點的集合以及總的站點的數量
得到的站點資訊以HashSet<List< Station>> lineSet的形式儲存, 每一個list儲存的是其中一條線路的資訊

import java.util.*;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

import    java.lang.Thread.State;
public class DataBuilder {

    public static HashSet<List<Station>> lineSet = new HashSet<List<Station>>();//所有線集合
    public static int totalStaion = 0;//總的站點數量

    //讀取檔案
    public static void readFile() throws IOException{
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("D:\\Work\\北京地鐵\\src\\station.txt");
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

        String str = null;
        while((str = bufferedReader.readLine()) != null)
        {
            List<Station> line = new ArrayList<Station>();
            String[] lineInformations = str.split(" ");
            for(String s : lineInformations){
                line.add(new Station(s));
            }
            line.remove(0);
            for(int i =0;i<line.size();i++){
                if(i<line.size()-1){
                    line.get(i).next = line.get(i+1);
                    line.get(i+1).prev = line.get(i);
                }
            }
            lineSet.add(line);
            totalStaion+=line.size();

        }
        inputStream.close();
        bufferedReader.close();
    }

}

StationIncludeLineName.java

讀取檔案,建立地鐵路線(得到的是沒有去除了第一列後的set

import java.util.*;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class StationIncludeLineName {

    public static HashSet<List<Station>> lineSet = new HashSet<List<Station>>();//所有線集合
    public static int totalStaion = 0;//總的站點數量

    //讀取檔案
    public static void readFile(String fileName) throws IOException{
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream(fileName);
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

        String str = null;
        while((str = bufferedReader.readLine()) != null)
        {
            List<Station> line = new ArrayList<Station>();
            String[] lineInformations = str.split(" ");
            for(String s : lineInformations){
                line.add(new Station(s));
            }
            for(int i =0;i<line.size();i++){
                if(i<line.size()-1){
                    line.get(i).next = line.get(i+1);
                    line.get(i+1).prev = line.get(i);
                }
            }
            lineSet.add(line);
            totalStaion+=line.size();

        }
        inputStream.close();
        bufferedReader.close();
    }

}

Subway.java

先建立一個outLIst存放讀取過的站點的資訊; 一個allStation用來儲存得到的最短路徑經過的站點名字,用來進行檔案的生成操作

private List<Station> outList = new ArrayList<Station>();
String allStations = "";

計算從s1站到s2站的最短經過路徑, 並輸出檔案

遍歷所有的線路資訊,並將遍歷過的station新增到List< Station> outList中, 當outList.size() == DataBuilder.totalStaion即全部遍歷後, 使用Station station : s1.getAllPassedStations(s2)得到s1到s2的路線並將名字儲存到allStations

public String calculate(Station s1, Station s2) {

        //長度相等級找完了全部的路徑,輸出檔案
        if (outList.size() == DataBuilder.totalStaion) {
            allStations+="找到目標站點：" + s2.getName() + "，共經過" + (s1.getAllPassedStations(s2).size() - 1) + "站"+"\n";

            for (Station station : s1.getAllPassedStations(s2)) {
                allStations+=station.getName() + "->";
            }
            return allStations;
        }
        if (!outList.contains(s1)) {
            outList.add(s1);
        }
        //如果起點站的OrderSetMap為空，則第一次用起點站的前後站點初始化
        if (s1.getOrderSetMap().isEmpty()) {
            List<Station> Linkedstations = getAllLinkedStations(s1);
            for (Station s : Linkedstations) {
                s1.getAllPassedStations(s).add(s);
            }
        }
        Station parent = getShortestPath(s1);//獲取距離起點站s1最近的一個站
        if (parent == s2) {
            allStations+="找到目標站點：" + s2 + "，共經過" + (s1.getAllPassedStations(s2).size() - 1) + "站"+"\n";
            for (Station station : s1.getAllPassedStations(s2)) {
                allStations+=station.getName() + "->";
            }
            return allStations;
        }
        for (Station child : getAllLinkedStations(parent)) {
            if (outList.contains(child)) {
                continue;
            }
            int shortestPath = (s1.getAllPassedStations(parent).size() - 1) + 1;//前面這個1表示計算路徑需要去除自身站點，後面這個1表示增加了1站距離
            if (s1.getAllPassedStations(child).contains(child)) {
                //如果s1已經計算過到此child的經過距離，那麼比較出最小的距離
                if ((s1.getAllPassedStations(child).size() - 1) > shortestPath) {
                    //重置S1到周圍各站的最小路徑
                    s1.getAllPassedStations(child).clear();
                    s1.getAllPassedStations(child).addAll(s1.getAllPassedStations(parent));
                    s1.getAllPassedStations(child).add(child);
                }
            } else {
                //如果s1還沒有計算過到此child的經過距離
                s1.getAllPassedStations(child).addAll(s1.getAllPassedStations(parent));
                s1.getAllPassedStations(child).add(child);
            }
        }
        outList.add(parent);
        calculate(s1, s2);//重複計算，往外面站點擴充套件
        return allStations;
    }

獲得station到各個站的最短距離

定義一個MAX_VALUE, 然後使用getAllPassedStations的方法來得到station到s所經過的所有站點的集合,返回它的size即距離

private Station getShortestPath(Station station) {
        int minPatn = Integer.MAX_VALUE;
        Station rets = null;
        for (Station s : station.getOrderSetMap().keySet()) {
            if (outList.contains(s)) {
                continue;
            }
            LinkedHashSet<Station> set = station.getAllPassedStations(s);//引數station到s所經過的所有站點的集合
            if (set.size() < minPatn) {
                minPatn = set.size();
                rets = s;
            }
        }
        return rets;
    }

得到所求的Station所在路線的所有站點

迴圈遍歷從檔案中讀取到的所有線路資訊, 如果所求的Station包含在該線路中, 將這一線路返回

private List<Station> getAllLinkedStations(Station station) {
        List<Station> linkedStaions = new ArrayList<Station>();
        for (List<Station> line : DataBuilder.lineSet) {
            if (line.contains(station)) {//如果某一條線包含了此站
                Station s = line.get(line.indexOf(station));
                if (s.prev != null) {
                    linkedStaions.add(s.prev);
                }
                if (s.next != null) {
                    linkedStaions.add(s.next);
                }
            }
        }
        return linkedStaions;
    }

檔案寫入

public static void writeFileString(String strings, String writeFileName) {
        File fileDir = new File(writeFileName);
        if(!fileDir.isFile()){
            try {
                fileDir.createNewFile();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        try {
            FileWriter fw = new FileWriter(fileDir);
            fw.write(strings);
            fw.flush();
            fw.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

主函式. 使用引數化執行的方法

public static void main(String[] args) throws IOException {
        String map = "-map \\S+ ";
        String line = "-a \\S+ -map \\S+ -o \\S+ ";
        String path = "-b \\S+ \\S+ -map \\S+ -o \\S+ ";

        String arge = "";

        for (String i : args) {
            arge += i + " ";
        }

        if (arge.matches(map)) {
            String readFile = args[1];
            StationIncludeLineName.readFile(readFile);
            for (List<Station> linename : StationIncludeLineName.lineSet) {
                for (int i = 0; i < linename.size(); i++) {
                    System.out.print(linename.get(i).getName() + "-->");
                }
                System.out.println();

            }
        } else if (arge.matches(line)) {
            String lineName = args[1];
            String readFile = args[3];
            String writeFile = args[5];
            StationIncludeLineName.readFile(readFile);
            Station station = new Station(lineName);
            String allStations = "";
            int flag = 0;//判斷是否存在該路線
            for (List<Station> linename : StationIncludeLineName.lineSet) {
                if (linename.contains(station)) {
                    allStations+=linename.get(0).getName() + "包括的站點:"+"\n";
                    for (int i = 1; i < linename.size(); i++) {
                        allStations+=linename.get(i).getName() + "-->";
                    }
                    flag=1;
                }
            }
            if(flag==0){
                System.out.println("該路線不存在");

            }
            else{
                writeFileString(allStations, writeFile);
            }

        } else if (arge.matches(path)) {
            String start = args[1];
            String end = args[2];
            String readFile = args[4];
            String writeFile = args[6];
            DataBuilder.readFile(readFile);
            Subway sw = new Subway();
            String allStations = sw.calculate(new Station(start), new Station(end));
//            System.out.println(allStations);
            writeFileString(allStations, writeFile);
        }else{
            System.out.println("輸入引數有誤");
        }
    }

測試

需求1

程式啟動時需要通過讀取 -map 引數來獲得對應的自定義地鐵檔案（命名為 subway.txt），從而得到地鐵線路圖的資訊。

需求2

在給定地鐵線路時，你的程式就需要能夠從線路的起始站點開始，依次輸出該地鐵線經過的所有站點，直到終點站

-b 中關村 東直門 -map Station.txt -o Route.txt

需求3

給出起點和終點, 儲存路徑資訊到檔案中