被裁老程序員再就業計劃之我能夠用Dijkstra算法在回龍觀送外賣

疫情緣由，公司乾脆利落地把咱們業務組給裁啦，我也光榮地成爲了一個下崗待業的老程序員。

開發工做很差找啊，畢竟都要35歲如下的，因此我尋思再就業能夠換個方向，好比說送外賣，再怎麼說X團、X了麼也是大廠嘛~

既然下定決心，第一步就是要武裝頭腦，拿起理論的武器，送外賣第一要務是什麼？快！！天下武功，惟快不破。速度速度速度，重要的事情說三遍。

如何快速抵達商家，再快速將飯菜送到顧客手中，少跑路是關鍵——這就是最短路徑問題，下面我就描述一下，我是如何使用Dijkstra算法結合回龍觀的地圖來計算最短路徑的。

選回龍觀的緣由：一、回龍觀的道路狀況很好，基本上是橫平豎直；二、我家就在這，送外賣在家附近送，路熟。

回龍觀的地圖如上，由於是作實驗，就選取了部分區域：北起回南北路，南至同成街；東起G6輔路，西至文化東路。

以前個人兩篇描述最短路徑算法的文章中，使用的圖都是相似：

若是用在地圖上，就有些不合適，由於不太好體現真實狀況，以下圖：

在示意圖中，兩點之間只會有一條邊A，但現實中，兩地的路線有B、C兩條，因此爲了讓示意圖更貼合顯示，就有了變種圖：

每個方塊表明一個頂點，兩個相鄰頂點的邊權重視爲1.

如上圖，其中藍色數字的方塊表明可經過的路，紅色英文的方塊表明不可通行，其頂點邊權組合應以下：

1-2-1，1-16-1

2-1-1，2-3-1

3-2-1，3-4-1，3-17-1

4-3-1，4-5-1

5-4-1，5-6-1

...... ......

18-17-1，18-19-1，18-20-1，18-21-1

假如以北店嘉園北區東門爲起點，即19，以龍回苑西門爲終點，即5.

可得最短路線爲19-18-21-7-6-5或19-18-17-3-4-5，再結合實際道路狀況，例如擁堵程度、紅綠燈、單行路等，可得出相對較短的路線。

假設龍禧二街常年堵車，邊權設爲2，則較短路徑應爲第二條。

我使用地圖的測距工具獲得了 如下不怎麼精確的距離：

以路口爲點，兩點之間的距離如上圖，單位千米。

我假設每個方塊都表明100*100米，那麼示意圖以下：

不要問爲何是圓而不是說好的方塊，由於圓比方塊好畫~~~

也請忽視圓的大小不一，單位固定都是100*100米。

接着咱們上代碼。

首先咱們必須構建頂點的邊權數據，相似1-45-1，1-74-1這種。

在這裏我採用了Guava裏的HashBasedTable結構，即Key1-Key2:Value。

Table<Integer, Integer, Integer> ppw = HashBasedTable.create();
ppw.put(1, 45, 1);
ppw.put(1, 74, 1);
ppw.put(45, 1, 1);
ppw.put(74, 1, 1);

在本圖裏，共有296個頂點，相關邊更多，純手工錄入會崩潰的，因此我寫了程序，根據輸入的頂點範圍生成相應的代碼。即使這樣也是很累人的。

接着實現Dijkstra算法。僞代碼以下，入參有兩個：起點，終點，

public void getShortestPath(Integer start, Integer end){
 一、構建到某一頂點最短路徑的起點Map——parentMap
 二、構建已處理最短路徑頂點Map——s；構建待處理最短路徑頂點Map——w
 三、構建(頂點A-頂點B:邊權)的Table——ppw
 四、遍歷全部頂點{
  4.1將w轉爲優先隊列，並取出最小值的頂點，將其從w挪入s，並以此爲頂點（設爲Key1）計算其相鄰頂點的權重。
  4.2若是取出的最小值頂點就是終點，且最小值不是無窮大（在程序中用Integer.MAX_VALUE代替），說明已經計算到終點，不須要計算後面的點，直接跳出循環。
  4.3內循環遍歷全部頂點（設爲Key2），根據Key1-Key2從ppw中取出權重。
  4.4若是ppw取出爲null，說明兩頂點間無路徑。
  4.5根據Key一、Key2的值、邊權對Key2進行鬆弛操做。
 }
}

至此，核心代碼已經完成，後續還有輸入騎手、商家、顧客，調用核心代碼，並輸出路徑的方法等，在此再也不贅述。

如下爲測試結果。

假設騎手在回龍觀西大街與育知東路的交叉口（即24），商家在北京華聯同成街店（即177），顧客在天露園二區北門（即89），計算的結果以下：

以商家到顧客路線爲例，地圖給出的路徑如圖：

程序給出的路徑：

基本還算一致。

固然這只是一個很簡陋的程序，有許多實際問題沒有考慮，好比出行方式、擁堵、紅綠燈、單行道、禁行路段、立體交通等。

例如點26，同成街與育知東路交叉點，這實際上是個橋，若是從175到236，開車的話是不可能走175-26-236路線的，必須繞一圈。

這篇文章其實也只是記錄一下我的將理論與實際相結合的學習過程，疏漏錯誤在所不免。

好了，不說了，僅有理論的指導仍是不夠的，我去升級裝備了。