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<?php
class SubwayClass
{
// 地铁数据
private $_subwayData = array();
// 换乘站数据
private $_transfersData = array();
// 环线数据
private $_loopLinesData = array();
// 邻接矩阵
private $_graphMatrix = array();
// 最短路线
private $_shortestRoute = '';
// 最短路线站数
private $_shortestRouteNumber = 0;
/**
* 构造函数
*
* @param array $subwayData 地铁数据
* @param array $transfersData 换乘站数据
* @param array $loopLinesData 环线数据
*
*/
public function __construct($subwayData, $transfersData, $loopLinesData)
{
$this->_subwayData = $subwayData;
$this->_transfersData = $transfersData;
$this->_loopLinesData = $loopLinesData;
// 初始化邻接矩阵
$this->_initGraphMatrix();
}
/**
* 开始乘车
*
* @param string $start 起点站
* @param string $end 终点站
* @return string
*
*/
public function takeSubway($start, $end)
{
// 起点与终点一样
if ($start == $end)
{
return;
}
// 起点不存在
if (!isset($this->_graphMatrix[$start]))
{
return;
}
// 终点不存在
if (!isset($this->_graphMatrix[$end]))
{
return;
}
// 当前位置
$currentStation = $start;
// 树,存放每一站最近的相邻站点
$tree = array();
// 路径
$paths = array();
// 已经过的站点
$passed = array();
while (isset($currentStation))
{
// 标记当前站已经过
$passed[$currentStation] = 1;
// 循环邻接矩阵中相邻的站点,得到所有可能相关的站点
foreach ($this->_graphMatrix[$currentStation] as $station => $distance)
{
// 如果这一站已经经过,则跳过
if (isset($passed[$station]))
{
continue;
}
// 获取站点之间的距离
if (isset($paths[$currentStation]['distance']))
{
$stationDistance = $paths[$currentStation]['distance'] + $distance;
}
else
{
$stationDistance = $distance;
}
// 将当前站点存入树中
$tree[$station]['station'] = $currentStation;
if (!isset($paths[$station]) || ($stationDistance < $paths[$station]['distance']))
{
if (isset($paths[$currentStation]))
{
$paths[$station] = $paths[$currentStation];
}
$paths[$station]['station'] = $currentStation;
$paths[$station]['distance'] = $stationDistance;
}
}
unset($currentStation);
foreach ($paths as $station => $path)
{
// 如果这一站已经经过,则跳过
if (isset($passed[$station]))
{
continue;
}
// 距离
$distance = $path['distance'];
// 获取距离最短的站点
if (!isset($min) || $distance < $min || !isset($currentStation))
{
$min = $distance;
$currentStation = $station;
}
}
}
// 标记,跳出循环的条件
$flag = TRUE;
// 终点
$position = $end;
// 由终点开始,倒着循环出最近路线
while ($flag)
{
if (isset($tree[$position]['station']))
{
$position = $tree[$position]['station'];
// 如果是起点站
if ($position == $start)
{
$this->_shortestRoute = $position . '' . $this->_shortestRoute;
}
// 非起点站
else
{
$this->_shortestRoute = '->' . $position . $this->_shortestRoute;
}
// 经过的站点数量加1
$this->_shortestRouteNumber++;
}
// 中止循环
else
{
$flag = FALSE;
}
}
// 终点站
$this->_shortestRoute .= '->' . $end;
return $this->_shortestRoute;
}
/**
* 获取最短线路的站点数量
*
* @return integer
*
*/
public function getShortestRouteNumber()
{
return $this->_shortestRouteNumber;
}
/**
* 初始化邻接矩阵
*
* @return array
*
*/
private function _initGraphMatrix()
{
if (file_exists('graphmatrix.data'))
{
$data = json_decode(file_get_contents('graphmatrix.data'), TRUE);
// 重新获取邻接矩阵并缓存
if (empty($data))
{
$this->_createGraphMatrix();
}
// 使用缓存
else
{
$this->_graphMatrix = $data;
unset($data);
}
}
// 获取邻接矩阵并缓存
else
{
$this->_createGraphMatrix();
}
}
/**
* 生成邻接矩阵
*
*/
private function _createGraphMatrix()
{
foreach ($this->_subwayData as $line => $stations)
{
foreach ($stations as $station)
{
// 换乘站
if (in_array($station, array_keys($this->_transfersData)))
{
foreach ($this->_transfersData[$station] as $changeStation)
{
$this->_pushGraphMatrix($station, $line);
}
}
// 普通站
else
{
$this->_pushGraphMatrix($station, $line);
}
}
}
// 生成缓存
$this->_createGraphMatrixCache();
}
/**
* 填充邻接矩阵
*
* @param string $station 站点
* @param integer $line 线路
*
*/
private function _pushGraphMatrix($station, $line)
{
// 当前站在这条线路中的位置
$position = array_search($station, $this->_subwayData[$line]);
// 上一站
if ($position - 1 >= 0)
{
$this->_graphMatrix[$station][$this->_subwayData[$line][$position - 1]] = 1;
}
// 下一站
if ($position + 1 < count($this->_subwayData[$line]))
{
$this->_graphMatrix[$station][$this->_subwayData[$line][$position + 1]] = 1;
}
}
/**
* 生成邻接矩阵缓存
*
*/
private function _createGraphMatrixCache()
{
file_put_contents('graphmatrix.data', json_encode($this->_graphMatrix));
}
}