统一成本搜索

Uniform-Cost search

我很难思考如何解决这个问题。我有一个 .txt 文件,其中包含 2 个城市,它们之间的距离 space 每行分隔。我的目标是将 2 个城市作为参数,并找到最短路径。我创建了 3 类。主要、节点和道路(边)。

public class Node {
    public Node parent;
    public final String cityName;
    public double pathCost;
    public Road[] neighbors;

    public Node(String x){
        cityName = x;
    }

    public String myCity(){
        return cityName;
    }
}

public class Road {
    public final double distance;
    public final Node destination;

    public Road(Node x, double cost){
        distance = cost;
        destination = x;
    }
}

我想知道如何存储节点和边。下面的代码是我的尝试。好像可以,但是感觉效率不是很高

public void initNodes(){
    ArrayList<String> cities = new ArrayList<String>();
    for(String line : myLines){
        String[] split = line.split("\s+");
        if(!cities.contains(split[0]))
        {
            cities.add(split[0]);
            Node n1 = new Node(split[0]);
            myNodes.add(n1);
        }
        if(!cities.contains(split[1]))
        {
            cities.add(split[1]);
            Node n = new Node(split[1]);
            myNodes.add(n);
        }
    }       
}

首先调用该方法为每个城市创建节点后,我调用以下方法创建道路。

public void initRoads(){
    for(Node n:myNodes){
        for(String line : myLines){
            String[] split = line.split("\s+");
            if(split[0].equals(n.cityName)){
                for(Node n2:myNodes){
                    if(split[1].equals(n2.cityName)){
                        Road r1 = new Road(n2,Integer.parseInt(split[2]));
                        Road r2 = new Road(n,Integer.parseInt(split[2]));
                        n.neighbors.add(r1);
                        n2.neighbors.add(r2);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

对于所有嵌套的 for 循环,随着城市和边缘数量的增加,这似乎是不可能的。有没有办法在不创建这样的图形的情况下解决这个问题?有没有更简单的方法来创建图表?感谢您的帮助。

一眼看去,这里有几点我觉得可以改进:

  1. 您指的每条道路都好像有 destination。你没有具体说道路是单向道路,所以把道路变成双向道路是有道理的。

  2. 您在文件中循环了两次 - 为什么?当你读完一行后,添加两个城市(或在Dictionary中找到它们),添加道路。

  3. 对城市使用 Dictionary,而不是列表。这样您可以更快地找到城市,并跳过 initRoads().

  4. 中的第一个(和第二个)循环
  5. 我还会将道路视为具有 ID、两个城市和距离的 class。如果需要,每个城市都可以保存与其相连的道路列表。

我不是土生土长的Java,不过大意应该是这样的:

    public class Node {
        public Node parent;
        public final String cityName;
        public double pathCost;
        public int[] roads;

        public Node(String x){
            cityName = x;
        }

        public String myCity(){
            return cityName;
        }
    }

    public class Road {
        public final int ID;
        public final double distance;

        public Road(int id, double cost){
            ID = id;
            distance = cost;
        }
    }

    public Dictionary<String> cities = new Dictionary<String>();

    public void initNodes(){
        int curID = 0;
        Node first, second;
        for(String line : myLines){
            String[] split = line.split("\s+");
            first = getNode(split[0]);
            second = getNode(split[1]);

            Road r1 = new Road(curID,split[2]);
            first.roads.add(curID);
            second.roads.add(curID);
            curID++;        
        }       
    }

    // Like a singleton...
    public void getNode(string cityName){

        if(!cities.contains(cityName))
        {
            Node newCity = new Node(cityName);
            cities.add(cityName, newCity);
        }
        return cities.get(cityName);    
    }