Improved Algortihms and A Star Heuristik

graph/DirectedGraph.java

@@ -247,16 +247,16 @@ public class DirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> exten
             // Den nächsten Knoten, der am wenigsten kostet, besuchen
             WrapperElement<T> nextVertex = queue.poll();
 
-            // Knoten als besucht makieren
-            visited.put(nextVertex.getElement(), true);
-
-
-            // Logging
-            textDescription = "Visit " + nextVertex.getElement().getName();
-            System.out.println(textDescription);
-            nextVertex.getElement().getScreenVertex().setColor(Color.BLUE);
-            this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));
-
+            // Falls Knoten schon besucht
+            if(!visited.get(nextVertex.getElement())){
+                // Knoten als besucht makieren
+                visited.put(nextVertex.getElement(), true);
+                textDescription = "Visit " + nextVertex.getElement().getName();
+                // Logging
+                System.out.println(textDescription);
+                nextVertex.getElement().getScreenVertex().setColor(Color.BLUE);
+                this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));
+            }
 
             // Wenn Weg gefunden, brich ab
             if (nextVertex.getElement() == n2) {
@@ -333,7 +333,7 @@ public class DirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> exten
 
 
 
-    public int getShortestPathAStar(MarkedVertex<T> n1, MarkedVertex<T> n2) {
+    public double getShortestPathAStar(MarkedVertex<T> n1, MarkedVertex<T> n2) {
 
         // Erstellt Hashmap um Distanz von Startnoten zu jedem Knoten auf dem Graph zu tracken
         // Erstellt Hashmap um zu tracken welche Knoten schon besucht wurden
@@ -341,11 +341,11 @@ public class DirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> exten
         // Initialisierung aller Distanzen auf UNENDLICH (= -1)
         // Initialisierung, dass kein Knoten besucht wurde
         // Initialisierung aller Vorgänger auf null
-        HashMap<MarkedVertex<T>, Integer> distance = new HashMap<>();
+        HashMap<MarkedVertex<T>, Double> distance = new HashMap<>();
         HashMap<MarkedVertex<T>, Boolean> visited = new HashMap<>();
         HashMap<MarkedVertex<T>, MarkedVertex<T>> predecessors = new HashMap<>();
         for (MarkedVertex<T> i: this.getAllVertexes()) {
-            distance.put(i, -1);
+            distance.put(i, -1.0);
             visited.put(i, false);
             predecessors.put(i, null);
         }
@@ -355,15 +355,15 @@ public class DirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> exten
 
         // Distanz zu Startknoten auf 0
         // Weg zu Startknoten in die Schlange aufnehmen
-        distance.put(n1, 0);
+        distance.put(n1, 0.0);
         queue.add(new WrapperElement<>(n1, 0));
 
         // Variable, die Distanz zwischen aktuellem Knoten und Nachfolger speichert
-        int dist = 0;
+        double dist = 0;
         // Variable, die Distanz zwischen dem potenziell nächsten Knoten und dem Zielknoten speichert
-        int airDist = 0;
+        double airDist = 0;
         // Variable, die Distanz zwischen dem aktuellen Knoten bis zum Endknoten speichert
-        int distToFinish = 0;
+        double distToFinish = 0;
         // Zähler für LogList
         int step = 0;
         // String für den Description Inhalt
@@ -380,15 +380,17 @@ public class DirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> exten
             // Den nächsten Knoten, der am wenigsten kostet, besuchen
             WrapperElement<T> nextVertex = queue.poll();
 
-            // Knoten als besucht makieren
-            visited.put(nextVertex.getElement(), true);
 
-
-            // Logging
-            textDescription = "Visit " + nextVertex.getElement().getName();
-            System.out.println(textDescription);
-            nextVertex.getElement().getScreenVertex().setColor(Color.BLUE);
-            this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));
+            // Falls Knoten schon besucht
+            if(!visited.get(nextVertex.getElement())){
+                // Knoten als besucht makieren
+                visited.put(nextVertex.getElement(), true);
+                textDescription = "Visit " + nextVertex.getElement().getName();
+                // Logging
+                System.out.println(textDescription);
+                nextVertex.getElement().getScreenVertex().setColor(Color.BLUE);
+                this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));
+            }
 
             // Wenn Weg gefunden, brich ab
             if (nextVertex.getElement() == n2) {
@@ -417,8 +419,8 @@ public class DirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> exten
                     if (j.getSource() == nextVertex.getElement() && j.getDestination() == i) {
 
                         //Berechnung der Heuristik über die Luftdistanz des nächsten Knoten zum Zielknoten
-                        airDist = (int) Math.sqrt(Math.pow((i.getCords()[0] - n2.getCords()[0]), 2)
-                                        + Math.pow((i.getCords()[1] - n2.getCords()[1]), 2));
+                        airDist = Math.sqrt(Math.pow((i.getCords()[0] - n2.getCords()[0]), 2)
+                                        + Math.pow((i.getCords()[1] - n2.getCords()[1]), 2)) / 100;
 
                         // Berechne Distanz zu nächstem Knoten
                         EdgeWeightMarking marking = (EdgeWeightMarking) j.getMarking();
@@ -440,7 +442,7 @@ public class DirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> exten
                 distance.put(i, dist);
 
                 // Logging
-                textDescription = "Add " + i.getName() + " with " + dist + " weight to queue.";
+                textDescription = "Add " + i.getName() + " with " + distToFinish + " weight to queue.";
                 System.out.println(textDescription);
                 i.getScreenVertex().setColor(Color.YELLOW);
                 this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));

graph/Graph.java

@@ -276,5 +276,5 @@ public abstract class Graph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> {
 
     public abstract int getShortestPathDijkstra(MarkedVertex<T> n1, MarkedVertex<T> n2);
 
-    public abstract int getShortestPathAStar(MarkedVertex<T> n1, MarkedVertex<T> n2);
+    public abstract double getShortestPathAStar(MarkedVertex<T> n1, MarkedVertex<T> n2);
 }

graph/NameDoesNotExistException.java

@@ -28,12 +28,12 @@ class WrapperElement<T extends VertexMarking> {
     // ATTRIBUTE
 
     private MarkedVertex<T> n1;
-    private int prio;
+    private double prio;
 
 
     // KONSTRUKTOR
 
-    public WrapperElement(MarkedVertex<T> n1, int prio) {
+    public WrapperElement(MarkedVertex<T> n1, double prio) {
         this.n1 = n1;
         this.prio = prio;
     }
@@ -46,7 +46,7 @@ class WrapperElement<T extends VertexMarking> {
     }
 
 
-    public int getPrio() {
+    public double getPrio() {
         return this.prio;
     }
 
@@ -62,6 +62,6 @@ class WrapperElement<T extends VertexMarking> {
 class WrapperComparator<T extends VertexMarking> implements Comparator<WrapperElement<T>> {
 
     public int compare(WrapperElement<T> element1, WrapperElement<T> element2) {
-        return Integer.compare(element1.getPrio(), element2.getPrio());
+        return Double.compare(element1.getPrio(), element2.getPrio());
     }
 }

graph/UndirectedGraph.java

@@ -182,15 +182,16 @@ public class UndirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> ext
             // Den nächsten Knoten, der am wenigsten kostet, besuchen
             WrapperElement<T> nextVertex = queue.poll();
 
-            // Knoten als besucht makieren
-            visited.put(nextVertex.getElement(), true);
-
-
-            // Logging
-            textDescription = "Visit " + nextVertex.getElement().getName();
-            System.out.println(textDescription);
-            nextVertex.getElement().getScreenVertex().setColor(Color.BLUE);
-            this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));
+            // Falls Knoten schon besucht
+            if(!visited.get(nextVertex.getElement())){
+                // Knoten als besucht makieren
+                visited.put(nextVertex.getElement(), true);
+                textDescription = "Visit " + nextVertex.getElement().getName();
+                // Logging
+                System.out.println(textDescription);
+                nextVertex.getElement().getScreenVertex().setColor(Color.BLUE);
+                this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));
+            }
 
 
             // Wenn Weg gefunden, brich ab
@@ -267,7 +268,7 @@ public class UndirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> ext
     }
 
 
-    public int getShortestPathAStar(MarkedVertex<T> n1, MarkedVertex<T> n2) {
+    public double getShortestPathAStar(MarkedVertex<T> n1, MarkedVertex<T> n2) {
 
         // Erstellt Hashmap um Distanz von Startnoten zu jedem Knoten auf dem Graph zu tracken
         // Erstellt Hashmap um zu tracken welche Knoten schon besucht wurden
@@ -275,11 +276,11 @@ public class UndirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> ext
         // Initialisierung aller Distanzen auf UNENDLICH (= -1)
         // Initialisierung, dass kein Knoten besucht wurde
         // Initialisierung aller Vorgänger auf null
-        HashMap<MarkedVertex<T>, Integer> distance = new HashMap<>();
+        HashMap<MarkedVertex<T>, Double> distance = new HashMap<>();
         HashMap<MarkedVertex<T>, Boolean> visited = new HashMap<>();
         HashMap<MarkedVertex<T>, MarkedVertex<T>> predecessors = new HashMap<>();
         for (MarkedVertex<T> i: this.getAllVertexes()) {
-            distance.put(i, -1);
+            distance.put(i, -1.0);
             visited.put(i, false);
             predecessors.put(i, null);
         }
@@ -289,15 +290,15 @@ public class UndirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> ext
 
         // Distanz zu Startknoten auf 0
         // Weg zu Startknoten in die Schlange aufnehmen
-        distance.put(n1, 0);
+        distance.put(n1, 0.0);
         queue.add(new WrapperElement<>(n1, 0));
 
         // Variable, die Distanz zwischen aktuellem Knoten und Nachfolger speichert
-        int dist = 0;
+        double dist = 0;
         // Variable, die Distanz zwischen dem potenziell nächsten Knoten und dem Zielknoten speichert
-        int airDist = 0;
+        double airDist = 0;
         // Variable, die Distanz zwischen dem aktuellen Knoten bis zum Endknoten speichert
-        int distToFinish = 0;
+        double distToFinish = 0;
         // Zähler für LogList
         int step = 0;
         // String für den Description Inhalt
@@ -314,16 +315,16 @@ public class UndirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> ext
             // Den nächsten Knoten, der am wenigsten kostet, besuchen
             WrapperElement<T> nextVertex = queue.poll();
 
-            // Knoten als besucht makieren
-            visited.put(nextVertex.getElement(), true);
-
-
-            // Logging
-            textDescription = "Visit " + nextVertex.getElement().getName();
-            System.out.println(textDescription);
-            nextVertex.getElement().getScreenVertex().setColor(Color.BLUE);
-            this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));
-
+            // Falls Knoten schon besucht
+            if(!visited.get(nextVertex.getElement())){
+                // Knoten als besucht makieren
+                visited.put(nextVertex.getElement(), true);
+                textDescription = "Visit " + nextVertex.getElement().getName();
+                // Logging
+                System.out.println(textDescription);
+                nextVertex.getElement().getScreenVertex().setColor(Color.BLUE);
+                this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));
+            }
 
             // Wenn Weg gefunden, brich ab
             if (nextVertex.getElement() == n2) {
@@ -352,8 +353,8 @@ public class UndirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> ext
                     if (j.getSource() == nextVertex.getElement() && j.getDestination() == i) {
 
                         //Berechnung der Heuristik über die Luftdistanz des nächsten Knoten zum Zielknoten
-                        airDist = (int) Math.sqrt(Math.pow((i.getCords()[0] - n2.getCords()[0]), 2)
-                                        + Math.pow((i.getCords()[1] - n2.getCords()[1]), 2));
+                        airDist = Math.sqrt(Math.pow((i.getCords()[0] - n2.getCords()[0]), 2)
+                                        + Math.pow((i.getCords()[1] - n2.getCords()[1]), 2)) / 100;
 
                         // Berechne Distanz zu nächstem Knoten
                         EdgeWeightMarking marking = (EdgeWeightMarking) j.getMarking();
@@ -375,7 +376,7 @@ public class UndirectedGraph<T extends VertexMarking, U extends EdgeMarking> ext
                 distance.put(i, dist);
 
                 // Logging
-                textDescription = "Add " + i.getName() + " with " + dist + " weight to queue.";
+                textDescription = "Add " + i.getName() + " with " + distToFinish + " weight to queue.";
                 System.out.println(textDescription);
                 i.getScreenVertex().setColor(Color.YELLOW);
                 this.logList.add(new OurLogElement(step, textDescription, 0, this.getScreenGraphCopy()));