python 做一个简单的地铁换乘系统

要实现这样一个地铁换乘系统，我们可以将每个地铁站看作图中的一个节点，地铁线路看作是连接节点的边。这样，每个地铁线路就是一个无向图。我们可以使用Python语言来实现这个系统，利用VS Code作为开发环境。
以下是一个简单的实现方案：

1. 定义数据结构：

• 线路（Route）：包含线路名称、线路上的站点列表。
• 站点（Station）：包含站点名称、到其他站点的距离列表（用于Dijkstra算法）。
• 地铁系统（SubwaySystem）：包含所有线路的字典。

1. 实现功能：

• 编辑和查询线路、站点信息。
• 实现换乘查询：根据起点和终点，找到最短路径。
• 支持文件数据的输入输出：将地铁系统保存到文件，从文件加载地铁系统。
• 实现二次换乘和时间最短查询：利用Dijkstra算法找到最短路径。

1. 实现算法：

• 利用Dijkstra算法找到最短路径。
  以下是一个简单的代码示例：

import json
import heapq
class Station:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.distances = {}
    def add_distance(self, station, distance):
        self.distances[station.name] = distance
class Route:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.stations = []
    def add_station(self, station):
        self.stations.append(station)
class SubwaySystem:
    def __init__(self):
        self.routes = {}
    def add_route(self, route):
        self.routes[route.name] = route
    def find_shortest_path(self, start, end):
        distances = {station: float('inf') for station in self.routes[start].stations}
        distances[start] = 0
        priority_queue = [(0, start)]
        while priority_queue:
            current_distance, current_station = heapq.heappop(priority_queue)
            for neighbor, distance in self.routes[current_station].stations[current_station].distances.items():
                if current_distance + distance < distances[neighbor]:
                    distances[neighbor] = current_distance + distance
                    heapq.heappush(priority_queue, (distances[neighbor], neighbor))
        return distances[end] if distances[end] != float('inf') else None
# 示例
subway_system = SubwaySystem()
route1 = Route("Line 1")
station1 = Station("Station 1")
station2 = Station("Station 2")
route1.add_station(station1)
route1.add_station(station2)
station1.add_distance(station2, 1)
subway_system.add_route(route1)
print(subway_system.find_shortest_path("Station 1", "Station 2"))

这个示例只是一个简单的开始，你可以根据需求添加更多的功能和细节。例如，你可以添加更多的线路和站点，实现文件输入输出，以及实现二次换乘和时间最短查询等功能。

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