java使用Dijkstra算法实现地图最短路径模型

最近甲方国企因为换领导要裁撤所有外包员工(听来的早的同事说他们每隔一两年换一波外包，全裁后再根据需求招，满满的套路)，我TM才干了四个月，回来西安的第一份工作就这么坑，西安的软件环境真是没得说，还是怀念北京老东家的那伙人，好吧，不得已又得开始找工作，各种工具框架什么的看着真是没劲啊，所谓的java基础是复习了一遍又一遍，忘了一边又一遍，之前勤快的时候敲了N多遍没事看个源码，现在懒了最多也是看看面试题。说起复习技术，最不喜欢看的就是工具，容器中间件等，跟着教程走，记着哪里怎么弄，原理是什么，出现问题怎么处理，话说出现问题大部分人又能怎么处理，现学看看原理+百度+灵活思辨处理呗怎么处理，都是遇到问题主要靠摸索攒经验而已，但这些问题平时基本不会遇到，遇到了也都是现学现用，真是么得意思。再就是框架(特别讨厌面试时问框架原理的三流面试官，这纯粹是在考验记忆力，跟编程没有毛线关系)，框架有什么可以问的：大到场景应用，小到灵活巧用，无非就这稍有点用，它也就是个标准工具而已，也么意思的很。相对比个人还是更喜欢场景题，提出场景，怎么设计怎么优化怎么解决，没有标准答案，这多有意思，沟通-思考-商议-设计-开发，多有意思，哈哈。

        说了好多，不过说起技术，个人更喜欢深究摸索算法类的，实现某个模型功能，优化提升效率等等。这篇文章内容是两年半前在上家公司做的，当时拿到的需求就五百字的word文档(关于应急疏散的最优策略和最短路径的设计，吧啦吧啦)，写了些看不懂的公式和描述(最后发现是公司领导在网上抄的，他也看不懂)，其他就没了。至于这玩意要做啥，做成什么样，没人说也没人会，老板说：“你自己就看着弄，我们项目是应急项目，应急疏散功能是合同上有的，只要最后有这个功能就行，具体什么样你自己定”。

       好吧，万事开头难，既然要做那最起码得差不多点，自此，开启现学现用模式，个人的设计不讲究多复杂，拷贝地图软件最短路径的思路呗，项目有用到GIS地图，那就基于地图做最短路径，然后搜资料文档，摸索实现方案，最后就整了这么一套。

        进入正文：该方式基于地图中路口和路线作为建模数据，在地图中找到一片样本区域，基于这片区域标注出所有的路口节点和路线，在百度API提供的接口中获取标注路口节点的经纬度；针对样本区域中的曲线路段或非路口拐点，将曲线颗粒化为多个直线，再依次获取每个直线截取点（未作为路段起始或结束点的节点），如下图中的黄色点，因为地图上是根据经纬度标绘直线的，曲线或拐点的路段需要分段成多个点标绘。我截取的区域如下：

为什么要这么设计呢，主要还是根据Dijkstra算法的数据需要，Dijkstra算法的详细讲解可以百度了解。根据Dijkstra算法的特点我们得先有符合算法的结构数据：每个点可到达的其他点的集合，集合中可到达的点信息包含点ID和距离，如下：

// 点2： {点3：110 ，点8：100 }
// 点3：{点2：110}
// 点8：{点2：100 ，点9：120}
// 点9：{点8：120 ， 点10：90 ， 点13：89}
// 点10：{点9：90 ，...}
// 点13：{点9：89 ，... }

准备：

一、表的设计如下，总共两张表：

1.节点表(id,节点名称，经度，维度，是否为路口节点，是否为事故点，是否为安置点，所在路段ID);

@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
@Accessors(chain = true)
@ApiModel(value = "CeNodeConfig对象", description = "路口节点信息表")
public class CeNodeConfig  implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    @ApiModelProperty(value = "主键")
    @TableId(value = "ID", type = IdType.AUTO)
    private Integer id;

    @ApiModelProperty(value = "路口名称")
    private String name;

    @ApiModelProperty(value = "经度(负值表示西经，正值为东经)")
    private String longitude;

    @ApiModelProperty(value = "纬度(负值为南纬，正值为北纬)")
    private String latitude;

    @ApiModelProperty(value = "事故爆发点最近节点  0:不是，1：是")
    private Integer sceneOfAction;

    @ApiModelProperty(value = "安置点最近节点  0:不是，1：是")
    private Integer temporaryShelter;

    @ApiModelProperty(value = "路口节点(0:不是，1：是)")
    private Integer crossingNode;

    @ApiModelProperty(value = "所在路线ID(非路口节点)")
    private Integer sectionId;
}

2.路段表(id，路段名称，路段物理距离，路段阻抗值，路段起始节点ID，路段结束节点ID，是否为双向路段)；

@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
@Accessors(chain = true)
@ApiModel(value = "CeSectionConfig对象", description = "路段信息表")
public class CeSectionConfig  implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    @ApiModelProperty(value = "主键")
    @TableId(value = "ID", type = IdType.AUTO)
    private Integer id;

    @ApiModelProperty(value = "路段名")
    private String name;

    @ApiModelProperty(value = "路段物理距离")
    private Double physicalDistance;

    @ApiModelProperty(value = "风险阻抗值")
    private Double riskImpedanceValue;

    @ApiModelProperty(value = "路段起始节点ID")
    private Integer startNodeId;

    @ApiModelProperty(value = "路段结束节点ID")
    private Integer endNodeId;

    @ApiModelProperty(value = "是否为双向路段  0:不是，1：是")
    private Integer bothway;
}

二、数据准备：

使用百度坐标系获取上图中这些节点的经纬度，依次给这些节点定义名称；节点与节点之间的蓝色线为路段，定义路段名称，根据百度API或经纬度计算方法计算每个路段的长度；

将节点和路段的相关数据插入到节点表和路段表中(之前公司的项目，现在只有代码连不到数据库，建表语句离职退了电脑没了，数据就不贴了);

三、数据准备工作完成，开始实现

Dijkstra算法需要的是当前点到其他点以及距离的集合数据，那么先需要数据封装，将我们的节点数据和路段数据封装成算法需要的：

1.先查询节点网数据，根据路段表递归查询并关联获取所有路段数据数据，查询sql如下：

/**
     * 查询指定点可关联到的节点网集合：
     * 1.指定节点作为结束节点递归查出符合双向路段条件的根节点，如果没有根节点则指定节点为根节点;
     * 2.根据根节点查出所有子节点关联的路段信息;
     * 3.根据路段关联查询对应的起始和结束节点数据
     * @Param id 指定点ID
     * @return  关联的节点网集合
     */
    @Select("select d.ID cId, d.NAME cName, d.LONGITUDE cLongi, d.LATITUDE cLati, " +
            " c.ID pId, c.NAME pName, c.LONGITUDE pLongi, c.LATITUDE pLati, " +
            " a.ID sId, a.NAME sName, a.PHYSICAL_DISTANCE sDistance, " +
            " a.RISK_IMPEDANCE_VALUE sRisk, a.BOTHWAY sBothway " +
            " from CE_SECTION_CONFIG a  " +
            " right join ( " +
            " SELECT distinct(ID) id " +
            &