基于Java实现的武汉地铁模拟系统

武汉地铁模拟系统

思路

一、系统组成

1. MySQL数据库subway

   • 表station: 保存站点信息
     • name站点名 : String
     • id站点ID : int
   • 表route: 保存地铁路线
     • id路线ID : int读取时分配
     • name路线名 : String
     • path途径站点: String
       • 站点ID，用逗号(,)分割，保存为字符串
       • 读取时.split(",")
   • 表link: 保存两个站点之间的路线信息
     • from_id起始站点ID : int
     • to_id到达站点ID : int
     • belong_id所属路线ID : int
     • dist距离 : double

2. 数据结构：

   • Station类:
     • 站点名 : String
     • 站点ID : int
   • Route类:
     • 路线ID : int
     • 路线名 : String
     • 途径站点: int[]，保存所有途径站点的ID
   • Link类:
     • 起始站点ID : int
     • 到达站点ID : int
     • 所属路线ID : int
     • 距离 : double

3. 系统结构：

   • SubwaySystem类:
     • Map stations
     • List> links
     • Map routes
     • 见下方
     • 所有交互方法
   • Payment类：
     • 抽象类
     • 传入距离，根据规则与支付方式计算金额
   • RegularTicket类：普通买票
     • WuhanCard类：继承RegularTicket，武汉通九折
   • OneDayTicket类：一日票

二、起始步骤

1. 从subway.txt中完全读取信息，存入MySQL(仅首次运行代码时执行)
2. 从MySQL中读取数据到代码数据结构
   • 表station -> Map stations，创建ID到站点实例的映射关系，这里是全代码中唯一获取站点名的方法，代码中其余部分站点均使用ID表示
   • 表link -> List> links 创建邻接链表
     • 使用邻接链表：两个相邻中转站(Route的交点)有不同的信息
   • 表route -> Map routes 创建路线名->路线实例的映射关系

三、解题思路

1. 给定站点名，返回经过该站点的所有路线的名称集合

   • 获取ID
   • 在routes中寻找包含该ID的路线，保存路线的名称

2. 给定线路名和终点方向，返回该路线中所有站点的顺序列表

   • 从routes获取路线实例
   • 判断方向
   • 利用stations打印输出

3. 给定起点站和终点站的名称，返回一条最短路径，该路径是一个从起点开始直到终点，所需要经过的所有站点的数组

   • 从stations获取ID
   • 利用Dijkstra算法寻找最短(长度最短)路
   • 利用Floyd算法寻找目标路径
     • 路径最短
     • 换乘最少
       • 思路：对换乘添加惩罚
   • 保存最短路径点与点之间的Link信息 -> List
   • 生成最短路径 -> List
   • 利用stations打印输出

4. 当找到最短乘车路径后，我们需要把它以更方便的形式呈献给用户。请实现一个方法，将路径以简洁的形式打印至标准输出。

   • 利用上一问中返回的List
   • 利用Link类中“所属路线ID”属性处理转车情况
   • 输出

5. 对于给定路径，计算其对应的乘车费用(普通单程票)

   • 根据消费策略输出对应金额
   • 使用抽象类，实现double pay(double distace)接口

6. 对于同样的路径，计算使用武汉通和日票的乘客的票价（日票返回0元）

   • 简单输出

7. 添加图形界面

   • TODO

用例图

武汉地铁模拟系统的用例“查询两站点间的最少换乘路径并计算所有费用”的描述如下：

• 简要说明：系统根据用户输入的起点站与终点站，输出其间的最少换乘路径与各种付款方式所需的费用
• 主事件流：
  • 用户在图形界面上选择“最少换乘”功能
  • 用户输入起点站与终点站
  • 系统根据用户输入的信息查询其间的最少换乘路径
  • 系统计算路径的总长度，据此计算三种付费方式所需支付的费用
  • 系统将所有结果输出到图形界面的文本框中
  • 事件结束
• 其他事件流：
  • 如果输入的起点站与终点站信息错误，或找不到一条可行的路线，系统在图形界面的文本框中给出错误提示
• 前提条件：
  • 用户选择了“最少换乘”功能
  • 用户输入了起点站与终点站
  • 用户按下了“查询按钮”
• 事后条件：
  • 图形界面的文本框里
    • 若系统查询到可行路线，输出换乘信息、总站数、总里程数、各种支付方式所需费用
    • 若系统未查询到可行路线，或用户错误输入，输出错误提示
  • 输入文本框“起点站”与“终点站”清空

系统类图

总里程数、各种支付方式所需费用
- 若系统未查询到可行路线，或用户错误输入，输出错误提示

• 输入文本框“起点站”与“终点站”清空