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joachimschmidt557
commit
da6aabcdb0
1 changed files with 148 additions and 125 deletions
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@ -1,125 +1,148 @@
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package base;
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package base;
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import java.util.*;
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import java.util.*;
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* Abstrakte generische Klasse um Wege zwischen Knoten in einem Graph zu finden.
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* Abstrakte generische Klasse um Wege zwischen Knoten in einem Graph zu finden.
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* Eine implementierende Klasse ist beispielsweise {@link game.map.PathFinding}
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* Eine implementierende Klasse ist beispielsweise {@link game.map.PathFinding}
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* @param <T> Die Datenstruktur des Graphen
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* @param <T> Die Datenstruktur des Graphen
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*/
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*/
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public abstract class GraphAlgorithm<T> {
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public abstract class GraphAlgorithm<T> {
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* Innere Klasse um {@link Node} zu erweitern, aber nicht zu verändern
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* Innere Klasse um {@link Node} zu erweitern, aber nicht zu verändern
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* Sie weist jedem Knoten einen Wert und einen Vorgängerknoten zu.
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* Sie weist jedem Knoten einen Wert und einen Vorgängerknoten zu.
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* @param <T>
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* @param <T>
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*/
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*/
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private static class AlgorithmNode<T> {
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private static class AlgorithmNode<T> {
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private Node<T> node;
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private Node<T> node;
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private double value;
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private double value;
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private AlgorithmNode<T> previous;
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private AlgorithmNode<T> previous;
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AlgorithmNode(Node<T> parentNode, AlgorithmNode<T> previousNode, double value) {
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AlgorithmNode(Node<T> parentNode, AlgorithmNode<T> previousNode, double value) {
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this.node = parentNode;
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this.node = parentNode;
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this.previous = previousNode;
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this.previous = previousNode;
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this.value = value;
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this.value = value;
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}
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}
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}
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}
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private Graph<T> graph;
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private Graph<T> graph;
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// Diese Liste enthält alle Knoten, die noch nicht abgearbeitet wurden
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// Diese Liste enthält alle Knoten, die noch nicht abgearbeitet wurden
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private List<Node<T>> availableNodes;
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private List<Node<T>> availableNodes;
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// Diese Map enthält alle Zuordnungen
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// Diese Map enthält alle Zuordnungen
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private Map<Node<T>, AlgorithmNode<T>> algorithmNodes;
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private Map<Node<T>, AlgorithmNode<T>> algorithmNodes;
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* Erzeugt ein neues GraphAlgorithm-Objekt mit dem dazugehörigen Graphen und dem Startknoten.
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* Erzeugt ein neues GraphAlgorithm-Objekt mit dem dazugehörigen Graphen und dem Startknoten.
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* @param graph der zu betrachtende Graph
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* @param graph der zu betrachtende Graph
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* @param sourceNode der Startknoten
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* @param sourceNode der Startknoten
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*/
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*/
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public GraphAlgorithm(Graph<T> graph, Node<T> sourceNode) {
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public GraphAlgorithm(Graph<T> graph, Node<T> sourceNode) {
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this.graph = graph;
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this.graph = graph;
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this.availableNodes = new LinkedList<>(graph.getNodes());
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this.availableNodes = new LinkedList<>(graph.getNodes());
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this.algorithmNodes = new HashMap<>();
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this.algorithmNodes = new HashMap<>();
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for(Node<T> node : graph.getNodes())
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for(Node<T> node : graph.getNodes())
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this.algorithmNodes.put(node, new AlgorithmNode<>(node, null, -1));
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this.algorithmNodes.put(node, new AlgorithmNode<>(node, null, -1));
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this.algorithmNodes.get(sourceNode).value = 0;
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this.algorithmNodes.get(sourceNode).value = 0;
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}
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}
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/**
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* Diese Methode gibt einen Knoten mit dem kleinsten Wert, der noch nicht abgearbeitet wurde, zurück und entfernt ihn aus der Liste {@link #availableNodes}.
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* Diese Methode gibt einen Knoten mit dem kleinsten Wert, der noch nicht abgearbeitet wurde, zurück und entfernt ihn aus der Liste {@link #availableNodes}.
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* Sollte kein Knoten gefunden werden, wird null zurückgegeben.
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* Sollte kein Knoten gefunden werden, wird null zurückgegeben.
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* Verbindliche Anforderung: Verwenden Sie beim Durchlaufen der Liste Iteratoren
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* Verbindliche Anforderung: Verwenden Sie beim Durchlaufen der Liste Iteratoren
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* @return Der nächste abzuarbeitende Knoten oder null
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* @return Der nächste abzuarbeitende Knoten oder null
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*/
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*/
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private AlgorithmNode<T> getSmallestNode() {
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private AlgorithmNode<T> getSmallestNode() {
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// TODO: GraphAlgorithm<T>#getSmallestNode()
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// TODO: GraphAlgorithm<T>#getSmallestNode()
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return null;
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if(availableNodes.isEmpty())
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}
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{
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return null;
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/**
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}
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* Diese Methode startet den Algorithmus. Dieser funktioniert wie folgt:
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Iterator<Node<T>> iter = availableNodes.iterator();
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* 1. Suche den Knoten mit dem geringsten Wert (siehe {@link #getSmallestNode()})
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Iterator<Node<T>> iterMinElem = iter;
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* 2. Für jede angrenzende Kante:
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AlgorithmNode<T> MinElem;
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* 2a. Überprüfe ob die Kante passierbar ist ({@link #isPassable(Edge)})
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AlgorithmNode<T> tempElem;
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* 2b. Berechne den Wert des Knotens, in dem du den aktuellen Wert des Knotens und den der Kante addierst
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if(iter.hasNext())
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* 2c. Ist der alte Wert nicht gesetzt (-1) oder ist der neue Wert kleiner, setze den neuen Wert und den Vorgängerknoten
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{
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* 3. Wiederhole solange, bis alle Knoten abgearbeitet wurden
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MinElem = algorithmNodes.get(iter.next());
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while (iter.hasNext())
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||||||
* Nützliche Methoden:
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{
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* @see #getSmallestNode()
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tempElem = algorithmNodes.get(iter.next());
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* @see #isPassable(Edge)
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if(tempElem.value < MinElem.value)
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* @see Graph#getEdges(Node)
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{
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* @see Edge#getOtherNode(Node)
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iterMinElem = iter;
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*/
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MinElem = tempElem;
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public void run() {
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}
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// TODO: GraphAlgorithm<T>#run()
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}
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}
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iter.remove();
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return MinElem;
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/**
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}
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* Diese Methode gibt eine Liste von Kanten zurück, die einen Pfad zu dem angegebenen Zielknoten representiert.
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return null;
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* Dabei werden zuerst beginnend mit dem Zielknoten alle Kanten mithilfe des Vorgängerattributs {@link AlgorithmNode#previous} zu der Liste hinzugefügt.
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}
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||||||
* Zum Schluss muss die Liste nur noch umgedreht werden. Sollte kein Pfad existieren, geben Sie null zurück.
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* @param destination Der Zielknoten des Pfads
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/**
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* @return eine Liste von Kanten oder null
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* Diese Methode startet den Algorithmus. Dieser funktioniert wie folgt:
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*/
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* 1. Suche den Knoten mit dem geringsten Wert (siehe {@link #getSmallestNode()})
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public List<Edge<T>> getPath(Node<T> destination) {
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* 2. Für jede angrenzende Kante:
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// TODO: GraphAlgorithm<T>#getPath(Node<T>)
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* 2a. Überprüfe ob die Kante passierbar ist ({@link #isPassable(Edge)})
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return null;
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* 2b. Berechne den Wert des Knotens, in dem du den aktuellen Wert des Knotens und den der Kante addierst
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}
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* 2c. Ist der alte Wert nicht gesetzt (-1) oder ist der neue Wert kleiner, setze den neuen Wert und den Vorgängerknoten
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* 3. Wiederhole solange, bis alle Knoten abgearbeitet wurden
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/**
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* Gibt den betrachteten Graphen zurück
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* Nützliche Methoden:
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* @return der zu betrachtende Graph
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* @see #getSmallestNode()
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*/
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* @see #isPassable(Edge)
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protected Graph<T> getGraph() {
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* @see Graph#getEdges(Node)
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return this.graph;
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* @see Edge#getOtherNode(Node)
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}
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*/
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public void run() {
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/**
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// TODO: GraphAlgorithm<T>#run()
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* Gibt den Wert einer Kante zurück.
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}
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* Diese Methode ist abstrakt und wird in den implementierenden Klassen definiert um eigene Kriterien für Werte zu ermöglichen.
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* @param edge Eine Kante
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/**
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* @return Ein Wert, der der Kante zugewiesen wird
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* Diese Methode gibt eine Liste von Kanten zurück, die einen Pfad zu dem angegebenen Zielknoten representiert.
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*/
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* Dabei werden zuerst beginnend mit dem Zielknoten alle Kanten mithilfe des Vorgängerattributs {@link AlgorithmNode#previous} zu der Liste hinzugefügt.
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protected abstract double getValue(Edge<T> edge);
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* Zum Schluss muss die Liste nur noch umgedreht werden. Sollte kein Pfad existieren, geben Sie null zurück.
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* @param destination Der Zielknoten des Pfads
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* @return eine Liste von Kanten oder null
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* Gibt an, ob eine Kante passierbar ist.
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*/
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* @param edge Eine Kante
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public List<Edge<T>> getPath(Node<T> destination) {
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* @return true, wenn die Kante passierbar ist.
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// TODO: GraphAlgorithm<T>#getPath(Node<T>)
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*/
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return null;
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protected abstract boolean isPassable(Edge<T> edge);
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}
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/**
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* Gibt an, ob eine Knoten passierbar ist.
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* Gibt den betrachteten Graphen zurück
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* @param node Eine Knoten
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* @return der zu betrachtende Graph
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* @return true, wenn der Knoten passierbar ist.
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*/
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*/
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protected Graph<T> getGraph() {
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protected abstract boolean isPassable(Node<T> node);
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return this.graph;
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}
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}
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/**
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* Gibt den Wert einer Kante zurück.
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* Diese Methode ist abstrakt und wird in den implementierenden Klassen definiert um eigene Kriterien für Werte zu ermöglichen.
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* @param edge Eine Kante
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* @return Ein Wert, der der Kante zugewiesen wird
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*/
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protected abstract double getValue(Edge<T> edge);
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/**
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* Gibt an, ob eine Kante passierbar ist.
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|
* @param edge Eine Kante
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|
* @return true, wenn die Kante passierbar ist.
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|
*/
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||||||
|
protected abstract boolean isPassable(Edge<T> edge);
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/**
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* Gibt an, ob eine Knoten passierbar ist.
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* @param node Eine Knoten
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* @return true, wenn der Knoten passierbar ist.
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|
*/
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|
protected abstract boolean isPassable(Node<T> node);
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}
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