Политика конфиденциальностиКонтактыО сайтеОтзывыGitHubDonate
© EVILEG 2015-2018
Рекомендует хостинг
TIMEWEB

Реализация Волнового алгоритма (Алгоритма Ли) на Java

алгоритм ли, волновая трассировка, волновой алгоритм, Java

Иногда перед нами встает задача найти минимальный путь от точки А до точки В . "Карта передвижения"  может иметь преграды и быть подобием лабиринта. Подобные задачи встречаются при разработке игр, проектировании печатных плат и разработке GPS-навигаторов и т.д.

Алгоритмов поиска минимального пути большое множество. Но, наиболее простым и эффективным является Алгоритм волновой трассировки (Алгоритм Ли) , который основан на методах поиска в ширину.

В работе данного алгоритма не сложно разобраться. Он будет понятен даже новичку в программировании.

Я буду приводить пример своей работы. У меня имеется подобие клеточного автомата (граф, состоящий из узлов и ребер между ними). На нем будем реализовывать Алгоритм Ли .

Реализация алгоритма состоит из 3-х этапов:

  1. Инициализация начальных данных;
  2. Распространение волны;
  3. Восстановление пути.

Первый этап - Инициализация начальных данных

Вам нужно иметь массив объектов (узлов, ячеек). У меня это класс Node .

Каждый объект, кроме иных, имеет поле near типа, например, ArrayList. В данное поле вы записываете всех "соседей" ( соседние узлы данного узла ).

Каждый узел получает отметку "проходимый / непроходимый".

Записываются стартовый и финишный узлы.

Второй этап -  Распространение волны

Вы должны иметь численный массив (по количеству ячеек), куда будут записываться числа (отметки)  для каждой ячейки. По умолчанию все значения ячеек равны нулю.

Стартовый узел получает значение 1.

Проверяете все "соседние" узлы данного узла на "проходимость", и проверяете нет ли на них уже отметки. Так как отметка должна ставиться только один раз.

Если все удовлетворительно ставите отметку на 1 больше , чем у предыдущего узла. Далее проверка его "соседних узлов".

Так до тех пор, пока не дойдете до финишной ячейки .


Пример кода:
public int[] WavePropagation(int fromNode, int toNode, ElementManager elementManager) {  // распространение волны

        int[] markedNode = new int[elementManager.GetNumberOfAllNodes()]; // массив, где будут хранится "отметки" каждого узла
        int markNumber = 1;                        // счетчик
        markedNode[fromNode] = markNumber;         // инициализация стартового узла
        while (markedNode[toNode] == 0) {          // пока не достигли финишного узла
            for (int i = 0; i < markedNode.length; i++) { 
                if (markedNode[i] == markNumber) {                                          // начинаем со стартового узла
                    for (int j = 0; j < elementManager.GetNode(i).near.size(); j++) {       // просматриваем все соседние узлы
                        if(markedNode[elementManager.GetNode(i).near.get(j).number] == 0    // если он еще не получил "отметку"
                           && elementManager.GetNode(i).near.get(j).isEnable){              // если доступен 
                            markedNode[elementManager.GetNode(i).near.get(j).number] = (markNumber + 1);
                        }
                    }
                }
            }
            markNumber++;
        }
        return markedNode;
    }

Третий этап -  Восстановление пути

В массив пути заносите финишный узел .

Просматриваете отметки всех  узлов, "соседних" к финишному узлу. Заносите в массив пути тот узел, отметка которого на 1 меньше , чем у финишного узла.

Повторяете это действие, пока не будет достигнут стартовый узел .

Пример кода:
public ArrayList<Integer> PathRecovery(int fromNode, int toNode, int[] markedNode, ElementManager elementManager) {  // восстановление пути
        ArrayList<Integer> paramsPaveTheRoute = new ArrayList<>();      // массив, где хранится путь
        if (markedNode[elementManager.GetNode(toNode).number] != 0) {   // еще раз проверяем дошел ли алгоритм до финишного узла
            paramsPaveTheRoute.add(toNode);                             // добавляем финишный узел к пути
            ElementManager.Node currentNode = elementManager.GetNode(toNode);
            while (currentNode.number != fromNode) {                     // пока не дошли до стартового узла   
                for (int i = 0; i < currentNode.near.size(); i++) {      // проверяем соседние узлы
                    if (markedNode[elementManager.GetNode(currentNode.near.get(i).number).number]
                            == markedNode[currentNode.number] - 1) {     // если значение пометки узла на 1 меньше, чем у предыдущего узла
                        currentNode = elementManager.GetNode(currentNode.near.get(i).number); //узел становится текущим
                        paramsPaveTheRoute.add(currentNode.number);      // заносится в массив
                    }
                }
            }
        }
        return paramsPaveTheRoute;
    }
Результат работы программы:

Таким образом, я думаю, вы убедились, что Алгоритм Волновой трассировки (Алгоритм Ли) совсем не сложен для реализации. Он выполняет поиск минимального пути, делая небольшое количество вычислений. При желании, данный универсальный алгоритм можно усложнить.

Комментарии

Только авторизованные пользователи могут публиковать комментарии.
Пожалуйста, авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
A
22 января 2019 г. 21:22
Allyonz

C++ - Тест 001. Первая программа и типы данных

  • Результат:40баллов,
  • Очки рейтинга-8
A
22 января 2019 г. 14:15
Alex

Qt - Тест 001. Сигналы и слоты

  • Результат:89баллов,
  • Очки рейтинга6
IO
20 января 2019 г. 18:39
Ivan Otreshko

C++ - Тест 003. Условия и циклы

  • Результат:0баллов,
  • Очки рейтинга-10
Последние комментарии
22 января 2019 г. 13:17
Евгений Легоцкой

Создайте тогда тему здесь на форуме в разделе Qt с выкладками кода и вашими попытками внедрения делегата, позже гляну или может кто-то ещё глянет из опытных пользователей.
I
22 января 2019 г. 13:13
IscanderChe

Не проще тогда использовать сразу кастомный делегат с чекбоксом? Я попробовал, но там засада в том, что чекбокс показывается только при щелчке на ячейку, а дефолтно показывается значение. Как ...
22 января 2019 г. 12:15
Евгений Легоцкой

Если будет не приемлемо потом, то тогда через кастомный Item Delegate нужно будет перерисовать ячейки в той колонке.
I
22 января 2019 г. 12:09
IscanderChe

Получилось приемлемо. Спасибо!Нюанс только в том, что поле рядом с чекбоксом не пропадает, оно просто пустое, что видно при выделении ячейки. Но этого достаточно.
22 января 2019 г. 11:50
Евгений Легоцкой

Переопределить метод data для той колонки и роли Qt::DisplayRole, чтобы в том случае возвращался QVariant() я так думаю... Но возможно, что у вас там будут нюансы, если вы туда чекбокс за...
Сейчас обсуждают на форуме
23 января 2019 г. 7:54
Михаиллл

Зарание спасибо.А еще на эту тему можно будет сделать статью. Это контент будет уникальным.
23 января 2019 г. 7:37
Евгений Легоцкой

Hello. Maybe the English will be better for you? I think russian is not native language for you, or did I mistake? Did I undesrtood rightly, that you mean this documentation ( ...
I
22 января 2019 г. 13:45
IscanderChe

Всем добрый день. Суть задачи: надо, чтобы в одной из колонок QTableView вместо хранимого в QSqlTableModel значения выводился чекбокс и при смене состояния чекбокса значения в базе тоже ...
M
22 января 2019 г. 13:15
Max-P85

Евгений, огромное спасибо, все работает!
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях

Для зарегистрированных пользователей на сайте присутствует минимальное количество рекламы