【算法设计】虎溪校园导游系统

问题描述

设计一个校园导游程序， 为来访的客人提供信息查询服务。

基本要求

（1）设计学校的校园平面图，所含景点不少于10个，以图中顶点表示校内各景点，存放景点名称、代号、简介等信息，以边表示路径，存放路径长度等相关信息。

（2）为来访客人提供图中任意景点相关信息的查询；

（3）为来访客人提供从校门口到图中任意景点的问路查询；

算法思想

图的表示采用最基本的邻接矩阵的表示方式为，矩阵中A(i，j)值表示图中点i与j之间权值，A（i，i）记为0，若没有通路，记为infinity = 10000。忽略图数据结构实现中不必要的细节，只提供最基本的功能，包括

[cpp] view
plaincopy

int get_count();//得到图中顶点数目；

void read(char* fname);

//从文件读入并设置图中顶点邻接矩阵权值；

void write();//输出临界矩阵

void set_distances(Vertex source,

Weight distance[],Vertex ways[13][13]) const;

//得到由指定点到图中各点最短路径及值

单源最短路径算法使用经典的Krim算法，首先初始化各点到源点的路径为直接路径，路径值为源点到各顶点权值。之后选取路径值最短的点（设为点k），并通过数组found
记录每个点是否被找到的信息。选取一个点之后遍历每个未找到的点，如果由源点经点k再到某点路径值短于原记录路径值，则更新源点到其路径为经过k，路径值为源点到k路径值加上k点到此点路径值，再选取新路径数组中路径值最短的点；重复操作直至图中所有的点都被找到。

[cpp] view
plaincopy

template <class Weight, int graph_size>

void Digraph<Weight, graph_size>::set_distances(Vertex source,

Weight distance[],Vertex ways[13][13]) const

//输出：数组array用以记录源点source到每个点的最短路径的值

// 二维数组ways用以记录源点到每个点最短路径所经过的点（即到达方式）

{

Vertex v, w;

bool found[graph_size]; // 存放找到的顶点

Vertex minways[graph_size];//存放当前找到的最短路径的走法

//初始化各个顶点的信息

//每个顶点均为未找到，其最短路径开始设为源点直接到此点的路径，

//走法为源点直接到此点

for (v = 0; v < count; v++) {

found[v] = false;

distance[v] = adjacency[source][v];

ways[v][0]=0;

ways[v][1]=v;

minways[v]=infinity;

for(w=2;w<count;w++)

ways[v][w]=infinity;

}

//初始化源点，默认其为找到点，最短路径为0

found[source] = true;

distance[source] = 0;

//最外层的循环每循环一次会找到一个顶点

for (int i = 0; i < count-1; i++) {

Weight min = infinity;

minways[0]=0;

//此循环判断出当前还为被找到的顶点的最短路径

//然后将此顶点设为已找到的点，其路径设为min,其走法设为minways

//注意此处的关键是因为每次循环之后每个未找到点的“最短路径”都相应新的集合做了改变

for (w = 0; w < count; w++){ if (!found[w])

if (distance[w] < min) {

v = w;

min = distance[w];

for(int j=0;j<count;j++)

minways[j]=ways[v][j];

}

}

found[v] = true;

//此循环用以修改未找到的点的最短路径

//如果在找到的点中min+刚找到的点到此点的路径小于原来的最短路径，

//则改变最短路径的值以及最短走法

//即刚新点后新的集合到点的路径优化原来的路径，则改变最短路径的值

for (w = 0; w < count; w++) if (!found[w])

if (min + adjacency[v][w] < distance[w]){

distance[w] = min + adjacency[v][w];

int a=0;

while(minways[a]<infinity){

ways[w][a]=minways[a];

a++;

}

ways[w][a]=w;

}

}

}

单源最短路径Krim算法流程

对于界面，因为功能并不复杂，我们使用Ezwin类库。

实现思路很简单，首先生成一个以虎溪校园平面为背景的窗口，右侧为景点按钮，点击按钮会生成景点介绍的窗口，相应的按钮加载相应景点的介绍图片，同时原窗口加载路径图。

最好的程序未必用最复杂的代码，我们认为精简优于繁杂，实现目的是王道！我们的校园景点查询系统通篇代码只有200行左右！

模块划分

1、 classDigraph 定义图，其中单源最短路径算法最为其成员函数实现

2、 主函数中实现图的初始化及窗口的生成和事件的响应

数据结构

[cpp] view
plaincopy

typedef int Vertex;

//infinity用以表示两路之间没有同路的值

const int infinity = 10000;

//创建Diagrah类表示图

template <class Weight, int graph_size>

class Digraph {

public:

Digraph();

void read(char* fname);

void write();

int get_count();

void set_distances(Vertex source, Weight distance[],Vertex ways[13][13]) const;

protected:

int count; //图中点的数目

Weight adjacency[graph_size][graph_size];//相邻点之间的权值

};

测试情况

1、打开程序

开始界面：



2、查询景点“图书馆”

显示景点介绍窗口，并同时在原路径图显示从北门到图书馆的最短路径



3、各景点路径详细信息

项目演示

（*点击图片可跳转到youku视频）

代码资料下载：http://download.csdn.net/detail/xiaowei_cqu/5068423