【辉哥带我学数据结构】【实验】图及其应用（思路）

实验三 图及其应用
实验学时：2 实验类型：综合型
一、目的与任务
1．目的：掌握图的存储、构建、搜索等操作和应用，能用最短路径及其搜索等算法编制较综合性的程序，求解最优路线问题，进行程序设计、数据结构和算法设计等方面的综合训练。
2．任务：设计一个城市交通咨询模拟系统，利用该系统实现至少两种最优决策：最短路程到达、最省时到达等线路规划。
二、内容、要求与安排方式
1．实验内容：
用户驾车出行由于出行目的的不同对道路路线选择的要求也有不同。例如，有的希望在途中的路程尽可能短，有的则可能希望路程中时间最短。为了能满足广大旅客的需求，编制一个城市交通咨询模拟系统，选取城市部分位置、道路抽象为程序所需要图的顶点和边，并以城市道路长度（路程），道路的某时段的速度等信息作为图结点中的弧信息，为旅客提供这两种最优决策的交通咨询。
2．输入和输出：
（1）输入形式：
 构建图时，输入顶点、弧涉及的信息，包括：起始地、目的地、长度、该弧此时间段的平均速度等信息；
 用户或者客户要输入出发地和目的地，并选择何种最优决策的路线规划。
（2）输出形式：根据用户需求输出对应信息
 输出最短路程所需要的路线信息和最短路程；
 输出最短时间所需要的路线信息和最短时间。
3．实验要求：
 实现一个简单的交互式界面，包括系统菜单、清晰的输入提示等。
 根据输入的交通图数据，以图形化形式把交通图显示在屏幕上。
 以图形化形式把最优路线显示在屏幕上。
 能够上机编辑、调试出完整的程序。
4．实验安排方式：
 在实验课前编写出完整程序，在实验课时进行调试；
 每组1人，独立完成上机实验。
三、注意事项：
 请在实验报告中详细描述最优决策算法思想。

参考：交通路线图示例数据
假定根据城市道路抽象为如下图，起始地为V1顶点，目的地为V9顶点，对用弧上的距离和此时间段平均速度等信息如下表所示：
弧 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 a11
距离
（Km） 12 8 6 5 8 7 5 6 10 6 8
速度
（Km / h） 40 50 60 20 25 55 20 20 40 30 25

【实现思路】
分别存储两种权值，分别对两种权值进行dijkstra
避免了使用高级数据结构，直接二维数组打一个算法模板即可。

【实现方法】
dijkstra

//solve.h
#ifndef SOLVE_H_INCLUDED
#define SOLVE_H_INCLUDED

typedef struct{
    int start, eend;
    int len, speed;
}Node;

#endif // SOLVE_H_INCLUDED

//mian.cpp
/**
    author:mmciel
    time:2019年5月16日22:35:55
    问题描述：
        多权值、单终点
        Dijkstra 算法
*/
#include 
using namespace std;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
const int maxn =105;
int lmap[maxn][maxn];//路径作为权值的地图
double tmap[maxn][maxn];//时间作为权值的地图
int n,m;//节点数与路径数

int disl[maxn];//路径作为权值的最短路径表
int prevl[maxn];//路径作为权值的最短路径还原表
bool usel[maxn];//路径作为权值的是否访问标记

double dist[maxn];//时间作为权值的最短路径表
int prevt[maxn];//时间作为权值的最短路径还原表
bool uset[maxn];//时间作为权值的是否访问标记

int start,eend;//用户输入的起始地点与终止节点
vector<int> path;//路径还原的临时存储


vector<int> getPath(int t,int o);//路径的临时记录
void welcome();//欢迎界面
void InputData();//输入数据
void setData();//使用内部生成的数据
void dijkstral(int s);//对路径进行dijkstra算法
void dijkstrat(int s);//对时间（double值）进行dijkstra算法
void init();//清空地图、访问标记、路径还原、临时存储等变量的值
int main()
{
    int order = -1;
    bool flag = true;
    while(1){
        welcome();
        cout<<"请输入命令：";
        cin>>order;
        switch(order){
            case 1:
                init();
                setData();
                break;
            case 2:
                init();
                InputData();
                break;
            case 3:
                cout<<"请输入起点、终点：";
                cin>>start>>eend;
                dijkstral(start);
                cout<<"最短路径：";
                cout<<disl[eend]<<endl;
                path.clear();
                path = getPath(eend,1);
                for(int i=0; i<path.size(); ++i)
                    cout<<path[i]<<"->";
                cout<<endl;
                break;
            case 4:
                cout<<"请输入起点、终点：";
                cin>>start>>eend;
                dijkstrat(start);
                cout<<"最短时间：";
                cout<<dist[eend]<<endl;
                path.clear();
                path = getPath(eend,2);
                for(int i=0; i<path.size(); ++i)
                    cout<<path[i]<<"->";
                cout<<endl;
                break;

                break;
            default:
                cout<<"退出..."<<endl;
                flag = false;
                break;
        }
        if(!flag){
            break;
        }
    }
	return 0;
}


void setData(){
    n = 9;
    m = 11;
    lmap[1][2] = 12;
    lmap[1][3] = 8;
    lmap[1][4] = 6;
    lmap[2][5] = 5;
    lmap[3][5] = 8;
    lmap[4][6] = 7;
    lmap[5][7] = 5;
    lmap[5][8] = 6;
    lmap[7][9] = 10;
    lmap[8][9] = 6;

    tmap[1][2] = 12.0/40;
    tmap[1][3] = 8.0/50;
    tmap[1][4] = 6.0/60;
    tmap[2][5] = 5.0/20;
    tmap[3][5] = 8.0/25;
    tmap[4][6] = 7.0/55;
    tmap[5][7] = 5.0/20;
    tmap[5][8] = 6.0/20;
    tmap[7][9] = 10.0/40;
    tmap[8][9] = 6.0/30;
    cout<<"写入成功"<<endl;
}