本教程详细指导如何在java航班图程序中正确显示指定经停城市的所有直接连接及其累计总距离。文章分析了现有代码中`showconnections`方法的不足，并提供了优化方案，包括如何根据经停城市过滤连接、传递初始距离参数以及正确计算并输出从起始城市到终点城市的总距离，以实现清晰、准确的航班路径展示。
引言：理解问题
在构建航班路线图的程序中，一个常见的需求是，当用户选择一个经停城市后，程序能清晰地展示从该经停城市出发的所有直接连接，并计算出从最初的起始城市到这些终点城市的总距离。原始代码中的showConnections方法存在一个核心问题：它遍历了整个航班图的所有连接，而不是仅限于用户指定的经停城市。此外，用于显示连接的connect方法也未能接收并处理从起始城市到经停城市的累计距离，导致无法计算完整的行程距离。
本教程旨在解决这些问题，通过修改showConnections和connect方法，使其能够准确地过滤连接并计算总距离。
核心概念：图表示与连接
在提供的代码中，航班网络被表示为一个图结构，具体实现如下：
-
HWGraph 类：作为图的容器，使用 HashMap
> graphMap 来存储图的邻接列表。其中，String 代表城市标签（节点），ArrayList 存储与该城市直接相连的所有目标城市及其之间的距离。 - Vertex 类：表示图中的一个顶点（或边），包含 label（城市名称）和 weight（到达该城市的距离）。在 graphMap 的 ArrayList 中，Vertex 实例表示从键城市到 label 城市的边，weight 为边的权重。
- addEdge(String label1, Vertex v) 方法：用于在 label1 城市和 v.label 城市之间添加一条有向边，权重为 v.weight。
- getConnections(String label) 方法：根据城市标签获取该城市的所有直接连接（即其邻接列表）。
- getThisVertex(String startCity, String destCity) 方法：这个方法非常关键，它用于从 startCity 的连接中找到 destCity 对应的 Vertex 对象。这个 Vertex 对象不仅包含 destCity 的标签，还包含了从 startCity 到 destCity 的距离，这正是我们需要的“初始距离”。
解决方案：优化showConnections与connect方法
要正确显示经停城市的连接和总距离，我们需要对 HWDriverPrep.java 中的 main、showConnections 和 connect 方法进行以下修改：
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main 方法：确保在调用 showConnections 时，传入的 layOver Vertex 对象包含了从起始城市到经停城市的距离。原始代码中 Vertex v = g.getThisVertex( startCity, layOver); 已经正确获取了包含此距离的 Vertex。
-
showConnections 方法：
- 它不应再遍历整个 graphMap。
- 它应该利用 HWGraph 类的 getConnections 方法，直接获取 layOverVertex.label（经停城市）的所有直接连接。
- 然后，它将遍历这些特定的连接，并为每个连接调用一个辅助方法（例如重构后的 connect 方法），同时传递从起始城市到经停城市的距离。
-
connect 方法：
- 其签名需要修改，以接受当前连接的起始城市、目标城市 Vertex 对象以及从最初起始城市到经停城市的累计距离。
- 它将负责计算从最初起始城市到当前终点城市的总距离（即 initialDistance + toCity.weight），并以清晰的格式输出。
详细修改步骤与代码
1. 修改 HWDriverPrep.java 中的 showConnections 方法
不再使用 g.graphMap.forEach 遍历整个图，而是直接获取经停城市的连接。
// HWDriverPrep.java
// ... 其他代码 ...
private static void showConnections(HWGraph g, Vertex layOverVertex) {
String layoverCityLabel = layOverVertex.label;
int distanceToLayover = layOverVertex.weight; // 从起始城市到经停城市的距离
// 获取从经停城市出发的所有直接连接
ArrayList connectionsFromLayover = g.getConnections(layoverCityLabel);
System.out.printf("\n从经停城市 %s 出发的连接 (从起始城市到此距离: %d):\n",
layoverCityLabel, distanceToLayover);
if (connectionsFromLayover != null && !connectionsFromLayover.isEmpty()) {
for (Vertex connectedCity : connectionsFromLayover) {
// 为每个连接调用重构后的 connect 方法
connect(layoverCityLabel, connectedCity, distanceToLayover);
}
} else {
System.out.println("未找到从 " + layoverCityLabel + " 出发的直接连接。");
}
}
// ... 其他代码 ... 2. 重构 HWDriverPrep.java 中的 connect 方法
修改 connect 方法的签名和逻辑，使其能接收并处理累计距离。
// HWDriverPrep.java
// ... 其他代码 ...
// 重构后的 connect 方法，用于显示单个连接及其总距离
private static void connect(String fromCity, Vertex toCity, int initialDistance) {
int totalDistance = initialDistance + toCity.weight; // 计算总距离
System.out.printf("%s -> %s (本段距离: %d), 从起始城市总距离: %d\n",
fromCity, toCity.label, toCity.weight, totalDistance);
}
// ... 其他代码 ...3. main 方法的调用（无需修改，但需理解）
main 方法中对 showConnections 的调用 showConnections( g, v ); 已经传入了正确的 Vertex v 对象，该对象是通过 g.getThisVertex( startCity, layOver) 获取的，其中包含了从 startCity 到 layOver 的距离（v.weight）。
示例代码
以下是 HWDriverPrep.java 中经过修改后的关键部分：
// HWDriverPrep.java
import java.util.ArrayList;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set;
public class HWDriverPrep {
public static void main(String[] args) {
HWGraph g = createGraph();
printGraph( g ); // 打印整个图的连接，用于调试或概览
Set keys = g.getKeys();
String startCity = "Chicago";
String layOver = getLayOverCity( keys, startCity); // 获取用户输入的经停城市
// 获取从起始城市到经停城市的Vertex对象，其中包含了该段的距离
Vertex v = g.getThisVertex( startCity, layOver);
if (v == null) {
System.out.println("经停城市 " + layOver + " 未在从 " + startCity + " 出发的路径中找到。");
return;
}
System.out.printf("\n从起始城市: %s 到经停城市: %s (距离: %d) 的连接如下:\n",
startCity, v.label, v.weight);
// 调用修改后的 showConnections 方法
showConnections( g, v );
}
private static void printGraph(HWGraph g) {
System.out.println("\n--- 完整航班图连接 ---");
g.graphMap.forEach(
(key,value) -> show(key,value));
System.out.println("--------------------");
}
private static void show(String key, ArrayList value) {
System.out.println("城市: " + key + " 的连接:");
for(Vertex v : value){
System.out.println(" -> " + v.label + " (距离: " + v.weight + ")");
}
}
private static String getLayOverCity(Set keys, String startCity) {
Scanner s = new Scanner(System.in);
String oStr = "";
String cm = "";
for(String item: keys)
{
oStr += cm + item;
cm = ", ";
}
System.out.printf("\n请选择一个经停城市 (%s): ",oStr);
String retItem = s.nextLine();
return retItem;
}
// 修改后的 showConnections 方法
private static void showConnections(HWGraph g, Vertex layOverVertex) { 
