简单旅游景点咨询系统的设计与实现

目的
       创建一个至少有15个点的有向网表示的某个旅游景点的导游图。顶点代表景点,类型为字符串（例如，泰山导游图：“天地广场门”，“十八盘”，“冯玉祥墓”，“桃花峪门”，“中天门”，“南天门”，“玉皇顶”等），弧表示两个景点之间可以直达，弧上的权值表示两个景点之间的路程（公里数），弧上还有到达方法的信息（有步行和索道两种）。建立一个游客咨询系统。

要求

       1.输入两个景点名，就可以得到从一个景点到达另一个景点的所有简单路径、相应路径的路程公里数、行走的方法（每一段是步行，还是坐索道）；

       2.输入两个景点名，就可以得到其最短路径，即：路程最短的行进方法；如果两者无路径可通，就得出“两景点不可达的信息”。

代码示例

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int MAXVEX=50;
const int INF=0x3fffffff;
//s表示索道 w表示步行

typedef struct{//边的结构
int wei;//权值
char way;//到达方式
}EdgeType;

typedef struct{
string vexs[MAXVEX];//顶点信息,string类型
EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];//边的信息
int numVertexes,numEdges;//顶点数和边数
}MGraph;

void CreateMGraph(MGraph *G)
{
FILE *fp;
fp=fopen("read.txt","r");
int i,j,k,w;
cout<<"请输入顶点数和边数"<<endl;
//cin>>G->numVertexes>>G->numEdges;
fscanf(fp,"%d %d",&G->numVertexes,&G->numEdges);
cout<<"请输入"<<G->numVertexes<<"个景点名"<<endl;
char temp[MAXVEX];
for(int i=0;i<G->numVertexes;++i){
fscanf(fp,"%s",temp);//cin>>G->vexs[i];
G->vexs[i]=temp;
}
//初始化邻接矩阵
for(i=0;i<G->numVertexes;++i)
for(j=0;j<G->numVertexes;++j)
G->arc[i][j].wei=INF;
cout<<"请输入"<<G->numEdges<<"条边，包括起点下标、终点下标、路程（KM）和到达方式(s表示索道 w表示步行)"<<endl;
for(k=0;k<G->numEdges;++k){
char ch;
fscanf(fp,"%d %d %d %c",&i,&j,&w,&ch);//cin>>i>>j>>w>>ch;
G->arc[i][j].wei=w;
G->arc[i][j].way=ch;
}
cout<<endl<<"*******邻接矩阵建立完成，各景点对应的编号如下*******"<<endl<<endl;
for(int i=0;i<G->numVertexes;++i){
cout<<"编号"<<i<<" "<<G->vexs[i]<<endl;
}
}

int solution[MAXVEX];//记录路线
bool vis[MAXVEX];//标记数组
int flag;//通路标记

void print(MGraph G,int len)//参数为路径上的第几个点
{
flag=1;
int sum=0;
cout<<G.vexs[solution[1]];
for(int i=2;i<=len;++i){//第一个点已经打印,打印剩下的点
if(G.arc[solution[i-1]][solution[i]].way=='s') cout<<" -> "<<"(索道)"<<G.vexs[solution[i]];
else cout<<" -> "<<"(步行)"<<G.vexs[solution[i]];
sum+=G.arc[solution[i-1]][solution[i]].wei;
}
cout<<endl<<"该路径总路程为"<<sum<<"KM"<<endl;
cout<<endl;
}

void dfs(MGraph G,int k,int loc,int e)//k为第几步，loc为当前的位置,e为目标
{
solution[k]=loc;//当前顶点加入路线
vis[loc]=1;//标记置为1
if(loc==e) print(G,k);
else
for(int i=0;i<G.numVertexes;++i){
if(vis[i]==0&&G.arc[loc][i].wei<INF) dfs(G,k+1,i,e);
}
vis[loc]=0;//取消标记
}

void slove_allpath(MGraph G,int s,int e)//查找所有可行路径
{
flag=0;//有无路径标记
memset(vis,0,sizeof(vis));
dfs(G,1,s,e);//从第一步起点开始
if(!flag) cout<<"无可行路径!"<<endl;
}

int P[MAXVEX][MAXVEX];//用于存储最短路径下标的数组
int D[MAXVEX][MAXVEX];//用于存储到各点最短路径的权值之和

void ShortestPath_Dijkstra(MGraph G,int v0)//最短路求解
{
int v,w,k,Min;
int Final[MAXVEX];//标记，=1表示求得顶点V0至Vw的最短路径
for(v=0;v<G.numVertexes;v++){//初始化数据
Final[v]=0;//全部顶点初始化为未知最短路径状态
D[v0][v]=G.arc[v0][v].wei;//将与V0有连线的顶点加上权值
P[v0][v]=v0;//初始化路径数组pre顶点均为起始点V0
}
D[v0][v0]=0;//v0至v0路径为0
Final[v0]=1;//v0至v0不需要求路径
for(v=1;v<G.numVertexes;v++){
Min=INF;//初始化最小值为INF
for(w=0;w<G.numVertexes;w++){
if(!Final[w]&&D[v0][w]<Min){
k=w;
Min=D[v0][w];//w顶点离v0顶点更近
}
}
Final[k]=1;//将目前找到的最近的顶点位置置为1
for(w=0;w<G.numVertexes;++w){//修正当前最短路径及距离
//如果经过v顶点的路径比现在这条路径的长度短的话
if(!Final[w]&&(Min+G.arc[k][w].wei<D[v0][w])){
D[v0][w]=Min+G.arc[k][w].wei;//修改当前路径长度
P[v0][w]=k;
}
}
}
}

stack<int> xiang;//辅助栈

void slove_ShortestPath(MGraph G,int s,int e)//查找最短路径
{
int tempe=e;
if(D[s][e]==INF) cout<<"无可行路径!"<<endl;
else{//有最短路径
int temp=D[s][e];
xiang.push(e);//终点先进栈
while(P[s][e]!=s)//根据P数组倒着找
{//只要不到起点
xiang.push(P[s][e]);
e=P[s][e];
}
//cout<<"由"<<G.vexs[s]<<"到"<<G.vexs[tempe]<<"的最短路径为："<<endl;
cout<<G.vexs[s];
int pre=s;
while(!xiang.empty())
{
int top=xiang.top();
if(G.arc[pre][top].way=='s') cout<<" -> "<<"(索道)"<<G.vexs[top];
else cout<<" -> "<<"(步行)"<<G.vexs[top];
pre=top;
xiang.pop();
}
cout<<endl<<"该路径总路程为"<<temp<<"KM"<<endl;
}
cout<<endl;
}

int main()
{
MGraph G;
CreateMGraph(&G);
for(int i=0;i<G.numVertexes;++i) ShortestPath_Dijkstra(G,i);
/*
for(int i=0;i<G.numVertexes;++i){
for(int j=0;j<G.numVertexes;++j)
cout<<P[i][j]<<' ';
cout<<endl;
}
cout<<endl;
for(int i=0;i<G.numVertexes;++i){
for(int j=0;j<G.numVertexes;++j)
cout<<D[i][j]<<' ';
cout<<endl;
}
*/
cout<<endl<<"*******************************************************"<<endl;
cout<<"请输入需要查找的路径（对应的起点和终点下标），均输入-1结束查找"<<endl;
int s,e;
while(cin>>s>>e&&(s+e)>=0)
{
if(s==e){
cout<<"您已在该景点"<<endl;
continue;
}
cout<<"*******由"<<G.vexs[s]<<"到"<<G.vexs[e]<<"可行的路径有：*******"<<endl;
slove_allpath(G,s,e);//查找所有可行路径
cout<<"*******由"<&l
4000
t;G.vexs[s]<<"到"<<G.vexs[e]<<"的最短路径为：*******"<<endl;
slove_ShortestPath(G,s,e);//查找最短路径
}
cout<<"**********查 找 结 束**********"<<endl;
return 0;
}

测试数据（read.txt文件）

16 30 

仙人洞

停车场

漂流起点

笋芽峰

石屋洞

通天洞

天门乡水库

莲花峰

接待中心 

千佛洞

八卦台

日月潭

天门山

少林寺

山水画廊

武陵源

0 1 10 w

1 0 10 w

1 2 8 w

2 1 8 w

2 3 12 w

3 5 4 w

5 3 4 w

3 4 3 w

4 6 2 w

6 7 3 w

7 5 8 s

5 7 8 s

5 1 18 s

4 8 20 s

2 8 8 w

2 13 8 s

13 0 12 s

13 14 6 w

14 13 6 w

14 15 5 w

15 14 5 w

9 15 17 s

8 9 6 w

9 8 6 s

9 10 2 w

10 9 2 w

10 11 3 w

11 12 4 w

12 9 9 w

7 11 26 s

小结或讨论

1.对于所有路径的求解，利用DFS递归的思想，并将所有路径保存。
2.对于最短路径的求解，这里用的是Dijkstra算法，外加了一层循环以求解任意两点间的最短路径，并用二位数组存储信息。