1 / 29

Hoofdstuk 11.3

Hoofdstuk 11.3. Algoritmen: Zoeken in een netwerk. Routeplanner. Spoorwegkaart:. Klik startpunt. eind. Klik eindpunt. start. Programma bepaalt route. start. Klik nieuw startpunt. Modellering. elk traject heeft “kosten”; route met laagste totaalprijs is de beste.

iain
Télécharger la présentation

Hoofdstuk 11.3

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Hoofdstuk 11.3 Algoritmen: Zoeken in een netwerk

  2. Routeplanner • Spoorwegkaart: • Klik startpunt eind • Klik eindpunt start • Programmabepaalt route start • Klik nieuwstartpunt...

  3. Modellering elk traject heeft “kosten”; route met laagste totaalprijs is de beste • Zoek de “beste” route • Opbouw van het netwerkstaat in een file, met: • voor elke stad: naam en coördinaten • voor elke weg: 2 steden, en de kosten • stad Amersfoort 330 350 • stad Amsterdam 250 310 • stad Apeldoorn 420 330 • weg Amersfoort Apeldoorn 43 • weg Amsterdam Hilversum 29 • weg Hilversum Amersfoort 16

  4. Specificatie • Bij eerste muisklik:aangewezen stad is het beginpunttoon die in blauw • Bij tweede muisklik:aangewezen stad is eindpuntbereken de route, en toon die in rood • Bij klik buiten een stad:telt niet mee en 3e, 5e, 7e... en 4e, 6e, 8e...

  5. Opdeling in klassen • Interactieve interface met EventHandler voor: • teken • klik class RouteZoeker : Form • Belangrijke object-typen met in elke klasse: • een constructor-methode • een methode Tekenom zichzelf te tekenen • ... class Stad class Weg class Pad class Netwerk

  6. Klasse-ontwerp wat is ... member-variabelen wat kan ... methode-headers een object en hoe ? methode-bodies

  7. De klasse RouteZoeker class RouterZoeker : Form { “het” netwerk Netwerk netwerk; de “blauwe” stad Stad stad1; of null Pad pad; het “rode” pad of null Button b; TextBox t; Label lab; we tekenenalles zelf! Event-handlers void klik(..., MouseEventArgs mea) { ...... } void teken(..., PaintEventArgs pea) { ...... }

  8. De klasse Netwerk class Netwerk { alle stedenop de kaart alle stedenop de kaart Stad [ ] Steden; ICollection<Stad> Steden; we gaan per stad alle uitgaande wegen bewaren ICollection<Weg> Wegen;

  9. De klasse Stad class Stad { string Naam; Utrecht Point Plek; ICollection<Weg> Wegen;

  10. De klasse Weg class Weg { Stad Doel; int Kosten;

  11. De klasse Pad class Pad { IList<Stad> Steden; Stad Hier; Pad Rest; int Kosten; ongeveer eenLinkedList, maar danzelfgemaakt null

  12. Methoden van Stad class Stad { String Naam; Point Plek; ICollection<Weg> wegen; static Font font = new ... Stad ( { } String s, Point p ) Naam = s; Plek = p; Wegen = new LinkedList<Weg> ( ); void Teken (Graphics gr, Brush br) { gr . FillRectangle(br , Plek.X-5, Plek.Y-5, 10, 10 ); Utrecht gr . DrawString (Naam, font, br , Plek + new Size(6,-15) ); }

  13. Methoden van Weg class Weg { Stad Doel; int Kosten; wordt niet getekend Weg ( { } Stad s, int k ) Doel =s; Kosten = k; void Teken (Graphics gr, Pen pen ) { } , Stad bron ) gr . DrawLine ( pen, bron.Plek, Doel.Plek );

  14. Methoden van Pad class Pad { Stad Hier; Pad Rest; int Kosten; totale kosten van het pad Pad ( { } Stad s, Pad r, int k ) Hier = s; Rest = r; Kosten = k; if (Rest != null) Kosten += Rest.Kosten; void Teken (Graphics gr, Brush br, Pen pen) { } Hier . Teken (gr, br); if (Rest != null) { } gr.DrawLine( pen, Hier.Plek, Rest.Hier.Plek ); Rest . Teken (gr, br, pen);

  15. Methoden van Netwerk class Netwerk { ICollection<Stad> Steden; Netwerk ( ) { } Steden = new LinkedList<Stad> ( ); void Teken (Graphics gr) { } foreach ( Stad stad in Steden ) { } stad . Teken (gr, Brushes.Black); bron foreach ( Weg w in stad.wegen ) w.Teken (gr, Pens.Black, stad)

  16. Methoden van RouteZoeker class RouteZoeker { Netwerk netwerk; Stad stad1; Pad pad; init ( ) { } netwerk = new Netwerk(); stad1=null; pad=null; void teken (object o, PaintEventArgs pea) { Graphics gr = pea.Graphics; } netwerk . teken (gr); if (pad != null) pad . teken(gr, Brushes.Red, Pens.Red); if (stad1 != null) stad1 . teken(gr, Brushes.Blue);

  17. Opbouw van het Netwerk • Lees een file met regels zoals: • stad Almelo 520 280 • stad Amersfoort 330 350 • stad Amsterdam 250 310 • stad Apeldoorn 420 330 • stad Arnhem 410 380 • weg Arnhem Zutphen 29 • weg Zutphen Deventer 16 • weg Deventer Zwolle 31 • weg Amsterdam Weesp 14 • weg Weesp Hilversum 15 • weg Hilversum Amersfoort 16 locatie commando kosten

  18. Opbouw van het Netwerk void Lees (string filenaam ) { StreamReader sr = new StreamReader(filenaam); while ( (regel=sr.ReadLine()) != null ) { string [] r = regel.Split(" ", StringSplitOptions.RemoveEmpty ); if (r.Length==4) if (r[0] == "stad") { } else { this . bouwStad (r[1] new Point( int.Parse(r[2]), int.Parse(r[3]) ) ); this.bouwWeg( r[1], r[2], int.Parse(r[3]) ); } } }

  19. Opbouw van het Netwerk void bouwStad (string naam, Point p) { } Stad st = new Stad(naam, p); Steden . Add (st); Netwerk’s void bouwWeg (string van, string naar, int kosten) { } Stad st1 = this . vindStad (van); Stad st2 = this . vindStad (naar); st1 . BouwWeg (st2, kosten); st2 . BouwWeg (st1, kosten); class Stad { void BouwWeg(Stad doel, int k){ } Wegen . Add ( Stad’s new Weg(doel, k) );

  20. Opbouw van het Netwerk Stad vindStad (String naam) { } foreach ( Stad st in Steden ) { } if ( st.naam == naam ) return st ; returnnull ; Stad VindStad (Point p) { foreach ( Stad st in steden ) { } if ( Math.abs( )Math.abs( ) p.X-st.Plek.X < 5 && p.Y-st.Plek.Y <5 ) return st ; returnnull ;

  21. Interactie in RouteZoeker class RouteZoeker : Form { Netwerk netwerk; Stad stad1; Pad pad; void klik (..., MouseEventArgs mea) { } Stad s = netwerk . VindStad( ); mea.Location if ( s != null ) { } eerste klik of tweede klik? if (stad1==null) else stad1 = s; pad = netwerk . ZoekPad (stad1, s ); { stad1 = null; } this . Invalidate ();

  22. Het zoek-algoritme maak een stapel van nog-niet-complete, maar veelbelovende paden Pad ZoekPad (Stad begin, Stad eind) { Stack<Pad> paden = new Stack<Pad>();

  23. maar wel veelbelovend! hij is niet groot... null null 0 Het zoeken begint... Pad pad; pad = new Pad(begin, null, 0); paden . push (pad);

  24. Onderzoek paden uit stapel... while ( paden.Count > 0 ) { Pad pad = paden . pop(); if (pad.Hier==eind) return pad; foreach ( Weg weg in pad . Hier . Wegen ) { beter = new Pad( paden . Push(beter); weg.Doel, pad, weg.Kosten); } } returnnull;

  25. beter = new Pad( paden . Push(beter); weg.Doel, pad, weg.Kosten); Pas op: niet in eenkringetje zoeken! één van de wegen kom je net vandaan! foreach ( Weg weg in pad.Hier.Wegen ) { } if ( ! pad . Bevat (weg.Doel) ) { }

  26. Niet de eerste oplossing,maar de beste zoeken! beste = null; while ( ... ) { pad = ... if (compleet) return pad; for (...) if ( !kring ) paden.Push(...) } returnnull; while ( ... ) { pad = ... if (compleet) return pad; for (...) if ( !kring ) paden.Push(...) } returnnull; beste=pad; if (beter) beste=pad; && !zinloos) return beste;

  27. Uitwerking • Wat is “beter” ? • Wat is “niet zinloos” ? if ( beste==null || pad.Kosten < beste.Kosten ) beste = pad; if ( beste==null || pad.Kosten + weg.Kosten < beste.Kosten ) paden.Push (new Pad (...) );

  28. Verbetering van het algoritme • De meest veelbelovendeeerst onderzoeken • Dus in volgorde vanafstand totnaarpushen ordenen qua afstand tot doel moet eenlComparer zijn wegen = new SortedSet<Weg>( pad.Hier.Wegen , naar ); class Stad : IComparer<Weg> { { int Compare( Weg a, Weg b) { returnthis.afstand(b.doel) – this.afstand(a.doel); }

  29. Routezoeker compleet!

More Related