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groshevava 2026-05-24 14:18:14 +00:00
parent 5b3441628a
commit 95b152b17c
5 changed files with 393 additions and 0 deletions
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groshevava/docs/data/empty_maze.txt Normal file
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groshevava/docs/data/maze_experiment_results.csv Normal file
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@ -0,0 +1,16 @@
maze,strategy,time_ms,visited,path_length
Маленький (10x10),BFS (поиск в ширину),0.1492,44.0,16.0
Маленький (10x10),DFS (поиск в глубину),0.095,30.0,30.0
Маленький (10x10),A* (A-star),0.1717,39.0,16.0
Средний (50x50),BFS (поиск в ширину),3.6384,1243.0,97.0
Средний (50x50),DFS (поиск в глубину),1.9872,614.0,97.0
Средний (50x50),A* (A-star),2.048,444.0,97.0
Большой (100x100),BFS (поиск в ширину),16.6951,4997.0,213.0
Большой (100x100),DFS (поиск в глубину),10.7515,3610.0,213.0
Большой (100x100),A* (A-star),13.2112,2836.0,213.0
Без выхода (10x10),BFS (поиск в ширину),0,0,0
Без выхода (10x10),DFS (поиск в глубину),0,0,0
Без выхода (10x10),A* (A-star),0,0,0
Пустой (10x10),BFS (поиск в ширину),0.1921,64.0,15.0
Пустой (10x10),DFS (поиск в глубину),0.1362,43.0,29.0
Пустой (10x10),A* (A-star),0.2633,64.0,15.0
1 maze strategy time_ms visited path_length
2 Маленький (10x10) BFS (поиск в ширину) 0.1492 44.0 16.0
3 Маленький (10x10) DFS (поиск в глубину) 0.095 30.0 30.0
4 Маленький (10x10) A* (A-star) 0.1717 39.0 16.0
5 Средний (50x50) BFS (поиск в ширину) 3.6384 1243.0 97.0
6 Средний (50x50) DFS (поиск в глубину) 1.9872 614.0 97.0
7 Средний (50x50) A* (A-star) 2.048 444.0 97.0
8 Большой (100x100) BFS (поиск в ширину) 16.6951 4997.0 213.0
9 Большой (100x100) DFS (поиск в глубину) 10.7515 3610.0 213.0
10 Большой (100x100) A* (A-star) 13.2112 2836.0 213.0
11 Без выхода (10x10) BFS (поиск в ширину) 0 0 0
12 Без выхода (10x10) DFS (поиск в глубину) 0 0 0
13 Без выхода (10x10) A* (A-star) 0 0 0
14 Пустой (10x10) BFS (поиск в ширину) 0.1921 64.0 15.0
15 Пустой (10x10) DFS (поиск в глубину) 0.1362 43.0 29.0
16 Пустой (10x10) A* (A-star) 0.2633 64.0 15.0

104
groshevava/docs/data/strategies.py Normal file
View File

@ -0,0 +1,104 @@
from abc import ABC, abstractmethod
from collections import deque
import heapq
from typing import List, Dict, Optional
from models import Cell, Maze
class PathFindingStrategy(ABC):
def __init__(self):
self.visited_count = 0
@abstractmethod
def findPath(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
pass
def _reconstruct_path(self, parent: Dict[Cell, Optional[Cell]], current: Cell) -> List[Cell]:
path = []
while current:
path.append(current)
current = parent.get(current)
return path[::-1]
class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
def findPath(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
self.visited_count = 0
queue = deque([start])
visited = {start}
parent = {start: None}
while queue:
current = queue.popleft()
self.visited_count += 1
if current == exit:
return self._reconstruct_path(parent, current)
for neighbor in maze.getNeighbors(current):
if neighbor not in visited:
visited.add(neighbor)
parent[neighbor] = current
queue.append(neighbor)
return []
class DFSStrategy(PathFindingStrategy):
def findPath(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
self.visited_count = 0
stack = [start]
visited = {start}
parent = {start: None}
while stack:
current = stack.pop()
self.visited_count += 1
if current == exit:
return self._reconstruct_path(parent, current)
for neighbor in maze.getNeighbors(current):
if neighbor not in visited:
visited.add(neighbor)
parent[neighbor] = current
stack.append(neighbor)
return []
class AStarStrategy(PathFindingStrategy):
@staticmethod
def _heuristic(a: Cell, b: Cell) -> int:
return abs(a.x - b.x) + abs(a.y - b.y)
def findPath(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
self.visited_count = 0
counter = 0
open_set = []
heapq.heappush(open_set, (0, counter, start))
counter += 1
came_from = {start: None}
g_score = {start: 0}
visited = set()
while open_set:
_, _, current = heapq.heappop(open_set)
self.visited_count += 1
if current == exit:
return self._reconstruct_path(came_from, current)
if current in visited:
continue
visited.add(current)
for neighbor in maze.getNeighbors(current):
tentative_g_score = g_score[current] + 1
if neighbor not in g_score or tentative_g_score < g_score[neighbor]:
came_from[neighbor] = current
g_score[neighbor] = tentative_g_score
f_score = tentative_g_score + self._heuristic(neighbor, exit)
heapq.heappush(open_set, (f_score, counter, neighbor))
counter += 1
return []

163
groshevava/docs/data/visualize_results.py Normal file
View File

@ -0,0 +1,163 @@
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import csv
from typing import Dict, List
import os
plt.style.use('seaborn-v0_8-darkgrid')
def load_results(filename: str = 'maze_experiment_results.csv') -> List[Dict]:
if not os.path.exists(filename):
print(f"Файл {filename} не найден! Сначала запустите main.py")
return []
with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
reader = csv.DictReader(f)
results = []
for row in reader:
row['time_ms'] = float(row['time_ms'])
row['visited'] = int(float(row['visited']))
row['path_length'] = int(float(row['path_length']))
results.append(row)
return results
def organize_data(results: List[Dict]) -> Dict:
data = {}
for row in results:
maze = row['maze']
strategy = row['strategy'].split('(')[0].strip()
if maze not in data:
data[maze] = {}
if strategy not in data[maze]:
data[maze][strategy] = {'time_ms': [], 'visited': [], 'path_length': []}
data[maze][strategy]['time_ms'].append(row['time_ms'])
data[maze][strategy]['visited'].append(row['visited'])
data[maze][strategy]['path_length'].append(row['path_length'])
return data
def create_main_chart(data: Dict, save_dir: str = 'charts'):
if not os.path.exists(save_dir):
os.makedirs(save_dir)
maze_names = list(data.keys())
strategies = ['BFS', 'DFS', 'A*']
colors = {'BFS': '#3498db', 'DFS': '#e74c3c', 'A*': '#2ecc71'}
fig, axes = plt.subplots(1, 3, figsize=(16, 6))
fig.suptitle('Сравнение алгоритмов поиска пути', fontsize=16, fontweight='bold')
x = np.arange(len(maze_names))
width = 0.25
# График 1: Время
for i, strat in enumerate(strategies):
values = []
for maze in maze_names:
if strat in data[maze] and data[maze][strat]['time_ms']:
values.append(np.mean(data[maze][strat]['time_ms']))
else:
values.append(0)
bars = axes[0].bar(x + i * width, values, width, label=strat,
color=colors[strat], edgecolor='black', linewidth=0.5)
for bar, val in zip(bars, values):
if val > 0:
axes[0].text(bar.get_x() + bar.get_width()/2., bar.get_height(),
f'{val:.1f}', ha='center', va='bottom', fontsize=7)
axes[0].set_title('Время выполнения (мс)', fontweight='bold')
axes[0].set_xticks(x + width)
axes[0].set_xticklabels([n.split('(')[0].strip() for n in maze_names], rotation=15, fontsize=8)
axes[0].legend(fontsize=8)
# График 2: Посещённые клетки
for i, strat in enumerate(strategies):
values = []
for maze in maze_names:
if strat in data[maze] and data[maze][strat]['visited']:
values.append(np.mean(data[maze][strat]['visited']))
else:
values.append(0)
bars = axes[1].bar(x + i * width, values, width, label=strat,
color=colors[strat], edgecolor='black', linewidth=0.5)
for bar, val in zip(bars, values):
if val > 0:
axes[1].text(bar.get_x() + bar.get_width()/2., bar.get_height(),
f'{int(val)}', ha='center', va='bottom', fontsize=7)
axes[1].set_title('Посещённые клетки', fontweight='bold')
axes[1].set_xticks(x + width)
axes[1].set_xticklabels([n.split('(')[0].strip() for n in maze_names], rotation=15, fontsize=8)
# График 3: Длина пути
for i, strat in enumerate(strategies):
values = []
for maze in maze_names:
if strat in data[maze] and data[maze][strat]['path_length']:
values.append(np.mean(data[maze][strat]['path_length']))
else:
values.append(0)
bars = axes[2].bar(x + i * width, values, width, label=strat,
color=colors[strat], edgecolor='black', linewidth=0.5)
for bar, val in zip(bars, values):
if val > 0:
axes[2].text(bar.get_x() + bar.get_width()/2., bar.get_height(),
f'{int(val)}', ha='center', va='bottom', fontsize=7)
axes[2].set_title('Длина пути (шагов)', fontweight='bold')
axes[2].set_xticks(x + width)
axes[2].set_xticklabels([n.split('(')[0].strip() for n in maze_names], rotation=15, fontsize=8)
plt.tight_layout()
filepath = os.path.join(save_dir, 'comparison_all_metrics.png')
plt.savefig(filepath, dpi=150, bbox_inches='tight')
plt.close()
print(f" График сохранён: {filepath}")
def print_table(data: Dict):
print("\n" + "=" * 80)
print("РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТИРОВАНИЯ")
print("=" * 80)
for maze_name, strategies in data.items():
print(f"\n{maze_name}")
print("-" * 60)
print(f"{'Алгоритм':<10} {'Время(мс)':<12} {'Посещено':<12} {'Длина пути':<12}")
print("-" * 46)
for strat in ['BFS', 'DFS', 'A*']:
if strat in strategies and strategies[strat]['time_ms']:
t = np.mean(strategies[strat]['time_ms'])
v = np.mean(strategies[strat]['visited'])
p = np.mean(strategies[strat]['path_length'])
print(f"{strat:<10} {t:<12.2f} {int(v):<12} {int(p):<12}")
def main():
print("=" * 60)
print("ВИЗУАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ")
print("=" * 60)
results = load_results('maze_experiment_results.csv')
if not results:
print("Нет данных. Запустите сначала main.py")
return
data = organize_data(results)
print_table(data)
# Один график
print("\nСоздание графика...")
create_main_chart(data)
if __name__ == "__main__":
main()