| New file |
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| | | import ast |
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| | | import sys |
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| | | import numpy as np |
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| | | import json |
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| | | import time |
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| | | import redis |
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| | | from collections import deque, defaultdict |
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| | | # 工具函数 |
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| | | ########################## |
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| | | def convert_to_float_array(str_array): |
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| | | """ |
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| | | 将字符串或可迭代对象转换为浮点型数组。 |
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| | | """ |
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| | | if str_array == "-": |
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| | | return np.array([], dtype=float) |
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| | | if isinstance(str_array, str): |
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| | | return np.array(ast.literal_eval(str_array), dtype=float) |
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| | | elif isinstance(str_array, list) or isinstance(str_array, np.ndarray): |
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| | | return np.array(str_array, dtype=float) |
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| | | return np.array([], dtype=float) |
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| | | def initWaveMatrix(codeMatrix): |
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| | | """ |
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| | | 根据 codeMatrix 初始化 waveMatrix。 |
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| | | 若格子为 'NONE'，则 waveMatrix[x][y] = "-" |
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| | | 否则为 "[]" |
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| | | """ |
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| | | waveMatrix = np.empty_like(codeMatrix, dtype=object) |
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| | | for x in range(codeMatrix.shape[0]): |
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| | | for y in range(codeMatrix.shape[1]): |
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| | | if codeMatrix[x][y] == 'NONE': |
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| | | waveMatrix[x][y] = "-" |
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| | | else: |
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| | | waveMatrix[x][y] = "[]" |
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| | | return waveMatrix |
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| | | def mergeWave(originWave, vehicle): |
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| | | """ |
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| | | originWave 是 waveMatrix[x][y] 中存储的字符串（内部是一个 JSON 数组）， |
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| | | 将新车辆 vehicle 合并进去（用 set 去重）， |
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| | | 并返回更新后的 JSON 字符串。 |
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| | | """ |
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| | | try: |
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| | | set_data = set(ast.literal_eval(originWave)) |
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| | | except (ValueError, SyntaxError): |
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| | | set_data = set() |
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| | | set_data.add(vehicle) |
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| | | return json.dumps(list(set_data)) |
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| | | def convert_to_structured_array(dynamicMatrix): |
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| | | """ |
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| | | 将 dynamicMatrix（嵌套列表，里边是 dict）转换为 numpy 结构化数组，方便之后进行掩码筛选。 |
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| | | """ |
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| | | # 定义结构化数组的 dtype |
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| | | dtype = [('serial', int), ('vehicle', 'U2'), ('time', int)] |
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| | | structured_list = [] |
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| | | for row in dynamicMatrix: |
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| | | for d in row: |
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| | | serial = d.get('serial', 0) |
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| | | vehicle = d.get('vehicle', '0') |
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| | | time_val = d.get('time', 0) |
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| | | structured_list.append((serial, vehicle, time_val)) |
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| | | # 转换为结构化数组，并重塑为原始二维形状 |
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| | | structured_array = np.array(structured_list, dtype=dtype) |
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| | | return structured_array.reshape(len(dynamicMatrix), -1) |
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| | | # 多源 BFS 核心函数 |
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| | | def process_dynamic_matrix_multi_source_bfs(dynamicMatrix, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen): |
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| | | """ |
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| | | 使用多源 BFS，一次性将所有含有车辆的格子作为起点同时进入队列。 |
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| | | - 如果格子为 'NONE'，则沿同一方向继续直线扩散； |
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| | | - 若遇到非 'NONE' 的格子，则进行欧几里得距离判定 <= radiusLen 时可到达，并且从此处再次朝四方向扩散（方向重置为 None）。 |
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| | | """ |
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| | | # 1. 转换 dynamicMatrix 为结构化数组 |
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| | | dynamicMatrix = convert_to_structured_array(dynamicMatrix) |
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| | | rows, cols = dynamicMatrix.shape |
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| | | # 2. 初始化 waveMatrix（最终要存储回 Redis 的矩阵） |
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| | | waveMatrix = initWaveMatrix(codeMatrix) |
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| | | # 3. 建立一个与 waveMatrix 等大小的 2D 数组 waveSets，用于保存车辆集合（用 set 存储） |
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| | | waveSets = np.empty((rows, cols), dtype=object) |
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| | | for i in range(rows): |
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| | | for j in range(cols): |
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| | | waveSets[i, j] = set() |
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| | | # 4. 准备 BFS 队列，队列元素格式: (x, y, direction, vehicle) |
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| | | queue = deque() |
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| | | # 5. 找到所有有车辆的格子，统一入队列 |
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| | | mask = (dynamicMatrix['vehicle'] != '0') & (dynamicMatrix['vehicle'] != '-1') |
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| | | x_indices, y_indices = np.where(mask) |
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| | | for x, y in zip(x_indices, y_indices): |
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| | | v = dynamicMatrix[x][y]['vehicle'] |
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| | | waveSets[x, y].add(v) |
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| | | queue.append((x, y, None, v)) # 起始时 direction=None |
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| | | # 6. 建立 visited 来避免重复访问 |
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| | | # 因为一个位置 (x, y) 可能被多个车辆用多种方向访问，需要记录 (x, y, direction, vehicle) |
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| | | visited = set() |
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| | | # 7. BFS 主循环 |
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| | | while queue: |
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| | | x, y, direction, vehicle = queue.popleft() |
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| | | if (x, y, direction, vehicle) in visited: |
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| | | continue |
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| | | visited.add((x, y, direction, vehicle)) |
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| | | # 判断下一个要扩展的方向 |
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| | | if direction is None: |
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| | | # 无方向时，四个方向同时扩散 |
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| | | neighbors_info = [ |
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| | | (x + 1, y, 'right'), |
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| | | (x - 1, y, 'left'), |
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| | | (x, y + 1, 'down'), |
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| | | (x, y - 1, 'up') |
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| | | ] |
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| | | else: |
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| | | # 有方向时，只往同一个方向扩展 |
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| | | if direction == 'right': |
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| | | neighbors_info = [(x + 1, y, 'right')] |
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| | | elif direction == 'left': |
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| | | neighbors_info = [(x - 1, y, 'left')] |
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| | | elif direction == 'down': |
|---|
| | | neighbors_info = [(x, y + 1, 'down')] |
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| | | elif direction == 'up': |
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| | | neighbors_info = [(x, y - 1, 'up')] |
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| | | else: |
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| | | neighbors_info = [] |
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| | | # 遍历邻居 |
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| | | for nx, ny, ndir in neighbors_info: |
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| | | # 边界检查 |
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| | | if nx < 0 or nx >= rows or ny < 0 or ny >= cols: |
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| | | continue |
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| | | neighbor_code = codeMatrix[nx, ny] |
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| | | if neighbor_code == 'NONE': |
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| | | # 如果是 'NONE'，则沿当前方向继续扩散 |
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| | | if vehicle not in waveSets[nx, ny]: |
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| | | waveSets[nx, ny].add(vehicle) |
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| | | queue.append((nx, ny, ndir, vehicle)) |
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| | | else: |
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| | | # 非 'NONE'，需要用欧几里得距离判定 |
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| | | c1 = convert_to_float_array(cdaMatrix[x, y]) # 当前坐标 |
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| | | c2 = convert_to_float_array(cdaMatrix[nx, ny]) # 邻居坐标 |
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| | | if c1.size < 2 or c2.size < 2: |
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| | | continue |
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| | | dist_sqr = (c1[0] - c2[0])**2 + (c1[1] - c2[1])**2 |
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| | | if dist_sqr <= radiusLen**2: |
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| | | # 可以到达，则把车辆加入 waveSets |
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| | | if vehicle not in waveSets[nx, ny]: |
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| | | waveSets[nx, ny].add(vehicle) |
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| | | # 方向重置为 None，表示四向扩散 |
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| | | queue.append((nx, ny, None, vehicle)) |
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| | | # 8. BFS 完成后，将 waveSets 的信息写入 waveMatrix（字符串形式） |
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| | | for i in range(rows): |
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| | | for j in range(cols): |
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| | | if waveSets[i, j]: |
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| | | origin_str = waveMatrix[i][j] |
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| | | for v in waveSets[i, j]: |
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| | | origin_str = mergeWave(origin_str, v) |
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| | | waveMatrix[i][j] = origin_str |
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| | | return waveMatrix |
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| | | # 主函数入口 |
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| | | def main(): |
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| | | global radiusLen, codeMatrix, cdaMatrix, waveMatrix # 声明为全局变量 |
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| | | if len(sys.argv) != 6: |
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| | | print("Usage: python script.py <radiusLen> <redisHost> <redisPwd> <redisPort> <redisIdx>") |
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| | | sys.exit(1) |
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| | | radiusLenStr = sys.argv[1] |
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| | | try: |
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| | | radiusLen = float(radiusLenStr) |
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| | | except ValueError: |
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| | | print("Error: radiusLen must be a float.") |
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| | | sys.exit(1) |
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| | | redisHost = sys.argv[2] |
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| | | redisPwd = sys.argv[3] |
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| | | redisPort = sys.argv[4] |
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| | | redisIdx = sys.argv[5] |
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| | | startTime = time.perf_counter() |
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| | | try: |
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| | | # 1) 连接 Redis |
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| | | pool = redis.ConnectionPool(host=redisHost, port=int(redisPort), password=redisPwd, db=int(redisIdx)) |
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| | | r = redis.Redis(connection_pool=pool) |
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| | | # 2) 获取并加载 codeMatrix |
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| | | codeMatrixStr = r.get('KV.AGV_MAP_ASTAR_CODE_FLAG.1') |
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| | | if codeMatrixStr is None: |
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| | | print("Error: 'KV.AGV_MAP_ASTAR_CODE_FLAG.1' not found in Redis.") |
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| | | sys.exit(1) |
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| | | codeMatrix = np.array(json.loads(codeMatrixStr.decode('utf-8')), dtype=str) |
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| | | # 3) 获取并加载 cdaMatrix |
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| | | cdaMatrixStr = r.get('KV.AGV_MAP_ASTAR_CDA_FLAG.1') |
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| | | if cdaMatrixStr is None: |
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| | | print("Error: 'KV.AGV_MAP_ASTAR_CDA_FLAG.1' not found in Redis.") |
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| | | sys.exit(1) |
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| | | cdaMatrix = np.array(json.loads(cdaMatrixStr.decode('utf-8')), dtype=object) |
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| | | # 4) 获取并加载 dynamicMatrix |
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| | | dynamicMatrixStr = r.get('KV.AGV_MAP_ASTAR_DYNAMIC_FLAG.1') |
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| | | if dynamicMatrixStr is None: |
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| | | print("Error: 'KV.AGV_MAP_ASTAR_DYNAMIC_FLAG.1' not found in Redis.") |
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| | | sys.exit(1) |
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| | | dynamicMatrix = np.array(json.loads(dynamicMatrixStr.decode('utf-8')), dtype=object) |
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| | | # 5) 使用多源 BFS 计算 waveMatrix |
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| | | waveMatrix = process_dynamic_matrix_multi_source_bfs(dynamicMatrix, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen) |
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| | | # 6) 将 waveMatrix 转为 JSON 并写回 Redis |
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| | | waveMatrixList = waveMatrix.tolist() |
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| | | waveMatrixJsonStr = json.dumps(waveMatrixList) |
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| | | r.set("KV.AGV_MAP_ASTAR_WAVE_FLAG.1", waveMatrixJsonStr) |
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| | | end = time.perf_counter() |
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| | | print(f"程序运行时间为: {end - startTime} Seconds") |
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| | | print("1") |
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| | | except Exception as e: |
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| | | print(f"An error occurred: {e}") |
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| | | sys.exit(1) |
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| | | if __name__ == "__main__": |
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| | | main() |
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