отчет 2

famutdinovmd/report.md

@@ -0,0 +1,133 @@
+# Отчёт по лабораторной работе №2
+## Поиск выхода из лабиринта 
+## Цель работы
+Разработать гибкую, расширяемую программу для загрузки лабиринта из файла, поиска пути от старта до выхода с возможностью выбора алгоритма, визуализации процесса и экспериментального сравнения алгоритмов с применением паттернов проектирования GoF.
+
+```python
+import sys
+sys.path.append('.')
+
+from builders import TextFileMazeBuilder
+from strategies import BFSStrategy, DFSStrategy, AStarStrategy
+from solver import MazeSolver
+from observers import ConsoleView
+import time
+import pandas as pd
+import matplotlib.pyplot as plt
+builder = TextFileMazeBuilder()
+maze = builder.build_from_file("mazes/small.txt")
+print(f"Размер лабиринта: {maze.width}×{maze.height}")
+print(maze)
+## Паттерн Builder (Строитель)
+
+```python
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    WALL_CHAR = '#'
+    START_CHAR = 'S'
+    EXIT_CHAR = 'E'
+    
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        with open(filename, 'r') as f:
+            lines = f.readlines()
+        # парсинг и создание лабиринта
+        return maze
+        
+**Ячейка 6 (паттерн Strategy):**
+```markdown
+## Паттерн Strategy (Стратегия)
+
+Реализованы три алгоритма поиска пути:
+- **BFS** - поиск в ширину (гарантирует кратчайший путь)
+- **DFS** - поиск в глубину (быстрый, но не оптимальный)
+- **A*** - с эвристикой (манхэттенское расстояние)
+strategies = {
+    "BFS": BFSStrategy(),
+    "DFS": DFSStrategy(),
+    "A*": AStarStrategy()
+}
+
+results = []
+
+for name, strategy in strategies.items():
+    solver = MazeSolver(maze, strategy)
+    start_time = time.perf_counter()
+    path, stats = solver.solve()
+    end_time = time.perf_counter()
+    
+    results.append({
+        "Алгоритм": name,
+        "Время (мс)": stats.time_ms,
+        "Длина пути": stats.path_length,
+        "Посещено клеток": stats.visited_cells
+    })
+    
+    print(f"{name}: {stats}")
+
+df = pd.DataFrame(results)
+df
+## Паттерн Observer (Наблюдатель)
+
+```python
+class ConsoleView(Observer):
+    def render(self, maze, path=None):
+        path_set = set(path) if path else set()
+        print("\n+" + "-" * maze.width + "+")
+        for y in range(maze.height):
+            row = []
+            for x in range(maze.width):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if cell.is_start:
+                    row.append('S')
+                elif cell.is_exit:
+                    row.append('E')
+                elif cell in path_set:
+                    row.append('*')
+                elif cell.is_wall:
+                    row.append('#')
+                else:
+                    row.append(' ')
+            print("|" + ''.join(row) + "|")
+        print("+" + "-" * maze.width + "+")
+**Ячейка 9 (визуализация пути):**
+```python
+view = ConsoleView()
+solver = MazeSolver(maze, BFSStrategy())
+path, stats = solver.solve()
+view.render(maze, path=path)
+print(f"Найден путь длиной {len(path)} клеток")
+data = pd.read_csv("experiment_results.csv")
+data
+fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(12, 5))
+
+algorithms = data['strategy'].unique()
+mazes = data['maze_file'].unique()
+
+for algo in algorithms:
+    algo_data = data[data['strategy'] == algo]
+    axes[0].plot(algo_data['maze_file'], algo_data['time_mean'], marker='o', label=algo)
+    axes[1].plot(algo_data['maze_file'], algo_data['path_length_mean'], marker='o', label=algo)
+
+axes[0].set_title('Время выполнения (мс)')
+axes[0].legend()
+axes[1].set_title('Длина пути')
+axes[1].legend()
+plt.xticks(rotation=45)
+plt.tight_layout()
+plt.savefig('report_graphs.png')
+plt.show()
+## Выводы
+
+В ходе лабораторной работы были реализованы паттерны:
+
+| Паттерн | Где используется | Преимущество |
+|---------|-----------------|--------------|
+| **Builder** | `TextFileMazeBuilder` | Сокрытие сложности создания лабиринта |
+| **Strategy** | `BFS/DFS/A*` | Легкая смена алгоритмов |
+| **Observer** | `ConsoleView` | Отделение визуализации от логики |
+| **Command** | `MoveCommand` | Поддержка отмены действий |
+
+### Сравнение алгоритмов
+
+- **BFS** - оптимальный по длине пути, стабильное время
+- **DFS** - самый быстрый, но путь длиннее
+- **A*** - баланс скорости и оптимальности