Worked on the algorithm

svbergmann · Apr 8, 2022 · 2f960f5 · 2f960f5
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diff --git a/docs/#IHK_Abschlussprüfung_Sven_Bergmann.lyx# b/docs/#IHK_Abschlussprüfung_Sven_Bergmann.lyx#
@@ -1316,6 +1316,20 @@ aten berechnet und falls dieser geringer ist, als der vorher gespeicherte
 Benutzeranleitung
 \end_layout
 
+\begin_layout Standard
+Generell befindet sich die Gesamtdokumentation der Klassen und Methoden
+ als javadoc im 
+\begin_inset Quotes gld
+\end_inset
+
+docs
+\begin_inset Quotes grd
+\end_inset
+
+ Ordner.
+
+\end_layout
+
 \begin_layout Subsection
 Ordnerstruktur
 \end_layout
@@ -1851,8 +1865,47 @@ input
 Beispiel 4: 2 Staaten zum Testen
 \end_layout
 
-\begin_layout Subsubsection
-Äquivalenzklassen
+\begin_layout Standard
+In diesem Beispiel habe ich zwei Staaten 
+\begin_inset Quotes gld
+\end_inset
+
+1
+\begin_inset Quotes grd
+\end_inset
+
+ und 
+\begin_inset Quotes gld
+\end_inset
+
+2
+\begin_inset Quotes grd
+\end_inset
+
+ zum Testen angelegt.
+ Normalerweise sollten sich die Kreise direkt nach der ersten Iteration
+ richtig ausgerichtet haben.
+
+\end_layout
+
+\begin_layout Standard
+Das Beispiel ist in der Datei 
+\begin_inset Quotes gld
+\end_inset
+
+beispiel4.txt
+\begin_inset Quotes grd
+\end_inset
+
+ im Ordner 
+\begin_inset Quotes gld
+\end_inset
+
+input
+\begin_inset Quotes grd
+\end_inset
+
+ zu finden.
 \end_layout
 
 \begin_layout Subsection
@@ -1864,7 +1917,7 @@ Kontrollflussgraphen
 \end_layout
 
 \begin_layout Section
-Zusammenfassung und Ausblicks
+Zusammenfassung und Ausblick
 \end_layout
 
 \begin_layout Standard
@@ -2257,7 +2310,17 @@ Aktivitätsdiagramme
 \end_layout
 
 \begin_layout Section
-Eigenständigkeitserklärung
+Selbstständigkeitserklärung
+\end_layout
+
+\begin_layout Standard
+\begin_inset Graphics
+	filename Selbstständigkeitserklärung.pdf
+	width 100text%
+
+\end_inset
+
+
 \end_layout
 
 \end_body

diff --git a/docs/Selbstständigkeitserklärung.pdf b/docs/Selbstständigkeitserklärung.pdf
diff --git a/docs/umls/Package algorithms.png b/docs/umls/Package algorithms.png
diff --git a/docs/umls/Package models.png b/docs/umls/Package models.png
diff --git a/input/file3.txt → input/beispiel5.txt b/input/file3.txt → input/beispiel5.txt
diff --git a/input_saved/beispiel1.txt b/input_saved/beispiel1.txt
@@ -0,0 +1,21 @@
+Fläche der Staaten
+# Staat Fläche Längengrad Breitengrad
+D	357	10.0	51.3
+NL	42	5.3	52.2
+B	33	4.8	50.7
+L	3	6.1	49.8
+F	544	2.8	47.4
+CH	41	8.2	46.9
+A	84	14.2	47.6
+CZ	79	15.3	49.8	
+PL	313	18.9	52.2
+DK	43	9.6	56.0
+# Nachbarschaften
+D: NL B L F CH A CZ PL DK
+NL: B
+B: L F
+L: F
+F: CH
+CH: A
+A: CZ
+CZ: PL
diff --git a/input_saved/beispiel2.txt b/input_saved/beispiel2.txt
@@ -0,0 +1,21 @@
+Bierkonsum
+# Staat Bierkonsum Längengrad Breitengrad
+D	8692	10.0	51.3
+NL	1156	5.3	52.2
+B	781	4.8	50.7
+L	80	6.1	49.8
+F	2077	2.8	47.4
+CH	440	8.2	46.9
+A	945	14.2	47.6
+CZ	1573	15.3	49.8
+PL	3724	18.9	52.2
+DK	360	9.6	56.0
+# Nachbarschaften
+D: NL B L F CH A CZ PL DK
+NL: B
+B: L F
+L: F
+F: CH
+CH: A
+A: CZ
+CZ: PL
diff --git a/input_saved/beispiel3.txt b/input_saved/beispiel3.txt
@@ -0,0 +1,50 @@
+Fläche der Staaten
+# Staat Fläche Längengrad Breitengrad
+D	357	10.0	51.3
+NL	42	5.3	52.2
+B	33	4.8	50.7
+L	3	6.1	49.8
+F	544	2.8	47.4
+CH	41	8.2	46.9
+A	84	14.2	47.6
+CZ	79	15.3	49.8	
+PL	313	18.9	52.2
+DK	43	9.6	56.0
+E	506	-3.7	40.5
+P	92	-8.2	39.6
+I	301	11.7	43.2
+SLO	20	14.7	46.1
+SK	49	19.7	48.8
+H	93	19.2	47.1
+HR	57	16.0	45.2
+BIH	51	17.8	44.2
+SRB	88	20.8	44.1
+MNE	14	19.2	42.8
+MK	26	21.7	41.6
+AL	29	19.9	41.3
+RO	228	25.0	45.9
+BG	111	25.2	42.7
+GR	132	22.9	39.5
+# Nachbarschaften
+D: NL B L F CH A CZ PL DK
+NL: B
+B: L F
+L: F
+F: CH E I
+CH: A I
+A: CZ SLO I SK H
+CZ: PL SK
+PL: SK
+E: P
+I: SLO
+SLO: H HR
+SK: H
+H: HR SRB RO
+HR: BIH SRB
+BIH: SRB MNE
+SRB: MNE MK RO BG AL
+MNE: AL
+MK: AL GR BG
+AL: GR
+RO: BG
+BG: GR
diff --git a/input_saved/beispiel4.txt b/input_saved/beispiel4.txt
@@ -0,0 +1,6 @@
+Test
+# Staat Bierkonsum Längengrad Breitengrad
+1	200	6	5
+2	300	2	3
+# Nachbarschaften
+1: 2
diff --git a/input_saved/beispiel5.txt b/input_saved/beispiel5.txt
@@ -0,0 +1,8 @@
+Test
+# Staat Bierkonsum Längengrad Breitengrad
+1	200	6	5
+2	300	2	3
+3	50	4	7
+# Nachbarschaften
+1: 2 3
+2: 3
diff --git a/output/beispiel5.txt_out.txt b/output/beispiel5.txt_out.txt
@@ -0,0 +1,15 @@
+reset
+set xrange [1.8698310770064768:6.0379913583150095]
+set yrange [4.830346104049601:7.166666666666667]
+set size ratio 1.0
+set title "Test, Iterationen: 8"
+unset xtics
+unset ytics
+$data << EOD
+4.0 7.0 0.16666666666666666 3 0
+3.975561971127063 5.880610818217393 0.6666666666666666 1 1
+4.0379913583150095 5.830346104049601 1.0 2 2
+EOD
+plot \
+'$data' using 1:2:3:5 with circles lc var notitle, \
+'$data' using 1:2:4:5 with labels font "arial,9" tc variable notitle
diff --git a/src/main/java/com/cae/de/models/Landkarte.java b/src/main/java/com/cae/de/models/Landkarte.java
@@ -93,7 +93,8 @@ public static HashMap<Staat, HashSet<Staat>> deepCopyBeziehungen(
    * Diese Methode berechnet den Abstand aller Nachbarstaaten, also aller Staaten, bei denen der
    * direkte Nachbar angegeben wurde. Eventuelle andere Beziehungen werden nicht beachtet. Für die
    * Abstandsberechnung wird die Methode {@link Kreis#getAbstandZwischenKreisen(Kreis)} genutzt,
-   * wobei der Absolutwert des Ergebnisses daraus genommen wird.
+   * wobei zu dem Ergebnis 1 addiert wird, falls die Kreise sich schneiden, sodass eine
+   * Überschneidung als größtmöglicher Wert gewertet wird.
    *
    * @return den Abstand der zwischen allen benachbarten Staaten
    */
@@ -105,10 +106,12 @@ public double getAbstandZwischenNachbarStaaten() {
               var k1 = new Kreis(s1.getX(), s1.getY(), s1.getKenngroesse());
               return staatHashSetEntry.getValue().stream()
                   .map(
-                      s2 ->
-                          Math.abs(
-                              new Kreis(s2.getX(), s2.getY(), s2.getKenngroesse())
-                                  .getAbstandZwischenKreisen(k1)))
+                      s2 -> {
+                        var abstand =
+                            new Kreis(s2.getX(), s2.getY(), s2.getKenngroesse())
+                                .getAbstandZwischenKreisen(k1);
+                        return abstand > 0 ? abstand : 1;
+                      })
                   .mapToDouble(Double::doubleValue)
                   .sum();
             })

diff --git a/src/main/java/com/cae/de/utils/algorithms/BruteForceStrategy.java b/src/main/java/com/cae/de/utils/algorithms/BruteForceStrategy.java
@@ -6,6 +6,8 @@
 import com.cae.de.utils.la.Punkt;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.HashSet;
+import java.util.List;
+import java.util.Set;
 import java.util.logging.Level;
 import java.util.logging.Logger;
 import java.util.stream.Collectors;
@@ -28,7 +30,6 @@ public class BruteForceStrategy implements IStrategy {
    * @param landkarte die gegebene Landkarte
    */
   private static void iteriere(Landkarte landkarte) {
-    var epsilon = 1e-10;
 
     // Abstoßungskräfte der Staaten bestimmen, bei denen die Kreise überlappen
     landkarte
@@ -80,46 +81,68 @@ private static void iteriere(Landkarte landkarte) {
         .getStaatenNachKenngroesseSortiert()
         .forEach(
             staat ->
-                landkarte.getKreafte().get(staat).entrySet().stream()
-                    .filter(n -> n.getValue() > epsilon || n.getValue() < -epsilon)
+                landkarte
+                    .getKreafte()
+                    .get(staat)
                     .forEach(
-                        n -> {
+                        (nachbarstaat, kraft) -> {
                           var m1 = new Punkt(staat.getX(), staat.getY());
-                          var nachbarstaat = n.getKey();
                           var m2 = new Punkt(nachbarstaat.getX(), nachbarstaat.getY());
                           var m1new =
-                              (n.getValue() > 0)
-                                  ? m1.verschiebeInRichtung(m2, n.getValue() / 2)
-                                  : m1.verschiebeInGegenrichtung(m2, -n.getValue() / 2);
+                              kraft > 0
+                                  ? m1.verschiebeInRichtung(m2, kraft / 2)
+                                  : m1.verschiebeInRichtung(m2, -kraft / 2);
                           verschiebungen.get(staat.getIdentifier()).add(m1new);
                         }));
 
     // Setze für jeden Staat einen neuen Mittelpunkt, basieren auf den vorher ausgerechneten
-    // Punkten, wobei der Staat mit den meisten Nachbarn nicht beachtet wird
+    // Punkten, wobei der Staat mit den meisten Nachbarn nicht beachtet wird und der Staat nicht
+    // verschoben wird, wenn der neue Mittelpunkt in irgendeinem anderen Kreis liegt.
     landkarte.getStaatenNachKenngroesseSortiert().stream()
-        .filter(
-            staat ->
-                !staat
-                    .getIdentifier()
-                    .equals(landkarte.getStaatMitMeistenNachbarn().getIdentifier()))
+        .filter(staat -> !staat.equals(landkarte.getStaatMitMeistenNachbarn()))
         .forEach(
             staat -> {
-              var p = Punkt.getMittelpunkt(verschiebungen.get(staat.getIdentifier()));
               LOGGER.log(
                   Level.INFO,
-                  "Verschiebe: "
-                      + staat.getIdentifier()
-                      + " von "
-                      + new Punkt(staat.getX(), staat.getY())
-                      + " nach "
-                      + p);
+                  getKreiseAllerAnderenStaaten(staat, landkarte.getStaatenNachKenngroesseSortiert())
+                      .toString());
+              var p = Punkt.getMittelpunkt(verschiebungen.get(staat.getIdentifier()));
+              if (getKreiseAllerAnderenStaaten(staat, landkarte.getStaatenNachKenngroesseSortiert())
+                  .stream()
+                  .noneMatch(
+                      kreis ->
+                          kreis.getAbstandZwischenKreisen(
+                                  new Kreis(p.x(), p.y(), staat.getKenngroesse()))
+                              < 0))
+                LOGGER.log(
+                    Level.INFO,
+                    "Verschiebe: "
+                        + staat.getIdentifier()
+                        + " von "
+                        + new Punkt(staat.getX(), staat.getY())
+                        + " nach "
+                        + p);
               staat.setX(p.x());
               staat.setY(p.y());
             });
 
     landkarte.removeKraefte();
   }
 
+  /**
+   * Berechnet die Kreise aller anderen Staaten außer dem des gegebenen Staats.
+   *
+   * @param staat der Staat, von dem der Kreis nicht berechnet werden soll
+   * @param staaten alle Staaten
+   * @return ein Set der Kreise aller anderen Staaten
+   */
+  private static Set<Kreis> getKreiseAllerAnderenStaaten(Staat staat, List<Staat> staaten) {
+    return staaten.stream()
+        .filter(staat1 -> !staat1.equals(staat))
+        .map(staat1 -> new Kreis(staat1.getX(), staat1.getY(), staat1.getKenngroesse()))
+        .collect(Collectors.toSet());
+  }
+
   /**
    * Der Algorithmus der {@link BruteForceStrategy} berechnet zuerst den Abstand zwischen allen
    * Nachbarn und speichert dazu die aktuellen Beziehungen inklusive der Staaten. Dann folgt eine
@@ -134,11 +157,11 @@ private static void iteriere(Landkarte landkarte) {
    */
   @Override
   public void rechne(Landkarte landkarte, int maxIterationen) {
-    var i = 0;
-    var minimumIterationen = 0;
+    var i = 1;
+    var minimumIterationen = i;
     var beziehungenMitKleinstemAbstand = Landkarte.deepCopyBeziehungen(landkarte.getBeziehungen());
     var abstandZwischenAllenNachbarn = landkarte.getAbstandZwischenNachbarStaaten();
-    while (i < maxIterationen) {
+    while (i <= maxIterationen) {
       iteriere(landkarte);
       var neuerAbstand = landkarte.getAbstandZwischenNachbarStaaten();
       if (abstandZwischenAllenNachbarn > neuerAbstand) {