课题内容和要求

根据南京邮电大学仙林校区的校内主要建筑物和道路，构建一张带权无向图。完成校内导航模式设计和游览模式设计。具体要求如下：
（1）构建校内带权无向图，并用图形界面进行显示。
（2）导航模块设计：输入起始位置和终点位置，给出最优路线及两条备选路线。
（3）游览模式设计：构建算法，分析是否能设计遍览校内景点一次且仅一次的路线图和遍历校内所有路径一次且仅一次的路线图。

课题需求分析

本课题目标系统“校园导航、游览模式设计”的功能框架图如图1所示。

（1）支持选择起点和终点，并给出最短路径。
（2）给出两条备选路径，并用不同颜色显示；为方便区别，给出备选路径的时候清空推荐路径。
（3）设计一次游园模式，即从一个顶点出发，能遍历所有的点一次且仅一次。
（4）支持地图选点，查看详细信息，并设置为起点或终点。
（5）设计一次遍历所有路径一次且仅一次模式，若不能遍历完所有路径，则转到游园模式。

源程序代码 (部分)

map.h定义Dijkstra算法，用于求最短路径

void Dijkstra(int v);//dijkstra算法求最短路径

map.cpp实现如下：

void Map::Dijkstra(int v)
{ENode *q;if (v<0 || v>lg->n)return ;int *s = (int *)malloc(sizeof(int)*lg->n);int i;ENode *p;for (i = 0; i < lg->n; i++)                     //初始化{d[i] = INFTY;s[i] = 0;path[i] = -1;}p=lg->a[v];while (p)                                   //顶点v为源点{d[p->adjVex] = p->w;if (i != v && d[p->adjVex] < INFTY)path[p->adjVex] = v;p = p->nextArc;}s[v] = 1;d[v] = 0;int k;for (i = 1; i <= lg->n-1; i++){k = Choose(d, s, lg->n);s[k] = 1;                                 //k加入s中q = lg->a[k];while (q)                                   //更新d和path{if (s[q->adjVex] == 0 && d[k] + q->w < d[q->adjVex]){d[q->adjVex] = d[k] + q->w;path[q->adjVex] = k;}q = q->nextArc;}}free(s);
}

2)map.h定义SecondDijkstra算法，用于求备选路径

void SecondDijkstra(int u, int v);    //dijkstra算法求第二路径

map.cpp实现如下：

void Map::SecondDijkstra(int u,int v)//删除权值最大的边，重新求最短路径
{int k=0;ENode *p,*q;int t=0;int maxEdge=0;for(int i=0;i<lg->n;i++) {p=lg->a[i];while(p){if(maxEdge<=p->w&&isChosen[i][p->adjVex]==true&&OutEdge(i)>1&&OutEdge(p->adjVex)>1){maxEdge=p->w;k=i;t=p->adjVex;}p=p->nextArc;}}Remove(k,t);Remove(t,k);if (v<0 || v>lg->n)return;int *s = (int *)malloc(sizeof(int)*lg->n);int i;for (i = 0; i < lg->n; i++)                                 //初始化{Secondd[i] = INFTY;s[i] = 0;SecondPath[i] = -1;}p = lg->a[u];while (p)                                             //顶点u为源点{Secondd[p->adjVex] = p->w;if (i != u && Secondd[p->adjVex] < INFTY)SecondPath[p->adjVex] = u;p = p->nextArc;}s[u] = 1;Secondd[u] = 0;for (i = 1; i <= lg->n-1; i++){k = Choose(Secondd, s, lg->n);s[k] = 1;                                         //k加入s中q = lg->a[k];while (q)                                           //更新d和path{if (s[q->adjVex] == 0 && Secondd[k] + q->w < Secondd[q->adjVex]){Secondd[q->adjVex] = Secondd[k] + q->w;SecondPath[q->adjVex] = k;}q = q->nextArc;}}free(s);//选择矩阵归零，以备一下次选择for(int i=0;i<Max_Vex;i++)for(int j=0;j<Max_Vex;j++)isChosen[i][j]=false;
}

3)map.h定义欧拉(半)图的判断和输出：

int JudgeEulur();                 //判断欧拉图
void DFSEdge(int v);             //深度优先遍历边

map.cpp实现如下：

int Map::JudgeEulur()
{int count=0;for(int i=0;i<Max_Vex;i++){if(OutEdge(i)%2==1)   //数奇数度节点count++;}return count;
}void Map::DFSEdge(int v)
{DFSedgevisited.push_back(v);ENode*w;int q;for(w=lg->a[v];w;w=w->nextArc){q=w->adjVex;if(Exist(v,q)){Remove(v,q);Remove(q,v);DFSEdge(q);}}
}

4)mainwindow.h定义FindPath()函数，用于找到最短路径并在地图上画出来。

void FindPath();   //用于寻找最短路径并在图上显示，响应开始导航按钮和切换路线按钮

mainwindow.cpp实现如下：

void MainWindow::FindPath()
{page=0;Clear();AddEdge();QPainter paint(&paintMap->map);m->Dijkstra(StartComboBox->currentIndex());QVector<int> nextPath;nextPath=get_Path(EndComboBox->currentIndex());paint.setBrush(Qt::red);paint.drawEllipse(paintMap->qpointF[nextPath[0]]-QPointF(50,150),5,5);paint.setBrush(Qt::blue);paint.drawEllipse(paintMap->qpointF[nextPath[nextPath.size()-1]]-QPointF(50,150),5,5);QPen pen;pen.setWidth(3);pen.setColor(QColor(50,205,50));paint.setPen(pen);for(int i=1;i<nextPath.size();i++){qDebug()<<nextPath[i]<<",";m->setIsChosen(nextPath[i-1],nextPath[i],true);}//开始画路径QPainterPath path;path.moveTo(StartPos.x()-50,StartPos.y()-150);for(int i=1;i<nextPath.size();i++){path.lineTo(paintMap->qpointF[nextPath[i]].x()-50,paintMap->qpointF[nextPath[i]].y()-150);paint.drawPath(path);path.moveTo(paintMap->qpointF[nextPath[i]].x()-50,paintMap->qpointF[nextPath[i]].y()-150);}this->update();          //调用PaintEvent重画事件page++;
}

5)mainwindow.h定义函数PaintEvent

void paintEvent(QPaintEvent *);//重画事件

mainwindow.cpp重新实现此虚函数如下：

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{QPainter paint(this);paintMap->drawBackground(&paint);//画背景地图//画图例paint.setBrush(Qt::red);paint.drawEllipse(QPointF(625,55),5,5);paint.drawText(QPointF(635,60),tr("起点"));paint.setBrush(Qt::blue);paint.drawEllipse(QPointF(625,75),5,5);paint.drawText(QPointF(635,80),tr("终点"));QPen pen;pen.setWidth(3.5);pen.setColor(QColor(50,205,50));paint.setPen(pen);paint.drawLine(QPointF(600,95),QPointF(625,95));pen.setColor(Qt::black);paint.setPen(pen);paint.drawText(QPointF(635,100),tr("推荐路线"));pen.setWidth(3.5);pen.setColor(QColor(173,255,47));paint.setPen(pen);paint.drawLine(QPointF(600,115),QPointF(625,115));pen.setColor(Qt::black);paint.setPen(pen);paint.drawText(QPointF(635,120),tr("备选路线1"));pen.setWidth(3.5);pen.setColor(QColor(144,238,144));paint.setPen(pen);paint.drawLine(QPointF(600,135),QPointF(625,135));pen.setColor(Qt::black);paint.setPen(pen);paint.drawText(QPointF(635,140),tr("备选路线2"));
}

6)mainwindow.cpp构造函数中，实现关联切换路径与函数的代码如下：

connect(ReverseButton,&QPushButton::released,[=]()mutable{if(page%3==1){emit FindSecondPath();page++;}else if(page%3==2){emit FindThirdPath();page++;}else{emit FindPath();}});

程序所有的源代码已上传github:
https://github.com/FFtu-ChrisKun/Navigate_in_NJUPT

测试数据及其结果

1）测试导航模块：
测试用例1：起点：南门终点：北门
测试用例2：起点：教2 终点：桂苑
测试结果：

2) 测试地图选点：
测试用例：起点：青教终点：南一
测试结果：

3）测试切换路线：
测试用例：起点：青教终点：南一
测试结果：

4）测试我要游园：
测试结果：

5）测试我想走路：
测试结果：

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校园导航-南邮仙林校区

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源程序代码 (部分)

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