基于Java实现的武汉地铁模拟系统

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2024-04-07 14:26 66阅读 0赞

## 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<Integer, Station> stations`
         *  `List<List<Link>> links`
         *  `Map<String, Route> 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<Integer, Station> 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<List<Link>> 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<String, Route> 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<Link>`
     *  生成最短路径 -> `List<Integer>`
     *  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<Link>`
     *  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 ##

![在这里插入图片描述][f65507ef79464baa8f8cc7abfc0dac65.png]

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 ##

![在这里插入图片描述][5f36a8c19ea0491da31e41bbc5989331.png]

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

[f65507ef79464baa8f8cc7abfc0dac65.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/07/6f37f8f4cd3c4e4bbe25d0994f0b79ce.png
[5f36a8c19ea0491da31e41bbc5989331.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/07/d916301f2baa46c182980769dad2aecf.png