https://github.com/luanroger/bestpath
Implementação dos algoritimos A*, BFS (Dijkstra), UCS (Busca uniforme) e DFS para encontrar o menor caminho entre dois pontos no mapa dos EUA.
https://github.com/luanroger/bestpath
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Implementação dos algoritimos A*, BFS (Dijkstra), UCS (Busca uniforme) e DFS para encontrar o menor caminho entre dois pontos no mapa dos EUA.
- Host: GitHub
- URL: https://github.com/luanroger/bestpath
- Owner: LuanRoger
- Created: 2023-10-01T14:29:03.000Z (over 1 year ago)
- Default Branch: main
- Last Pushed: 2023-10-22T14:30:15.000Z (over 1 year ago)
- Last Synced: 2025-01-15T10:56:03.687Z (3 months ago)
- Language: C#
- Homepage:
- Size: 21.3 MB
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# BestPath
Implementação dos algoritimos A*, BFS (Dijkstra), UCS (Busca uniforme) e DFS para encontrar o menor caminho entre dois pontos no mapa dos EUA.
O desafio foi originalmente proposto pelo DIMACS: [9th DIMACS Implementation Challenge - Shortest Paths](http://www.diag.uniroma1.it/challenge9/download.shtml), mas esta implementação foi feito como trabalho da disciplina de Inteligência Artificial (IA).
## Funcionalidades
- 🪀 Algoritimos implementados:
- A*
- Heuritica 1: Distância euclidiana
- Heuritica 2: Distância de Haversine
- BFS (Dijkstra)
- UCS (Busca uniforme)
- DFS
- ✨ CLI criada com [Spectre.Console](https://spectreconsole.net)
- ⏳ Timeout dinamicos (determinado de acordo com o a quantidade de algoritimos executados)
- 🛣️ Suporta execução assíncrona
### Mapas suportados/testados
|Nome |Descrição |Nós |Arestas |
|-----|---------------|------------|------------|
| NY | New York City | 264,346 | 733,846 |
| E | Eastern USA | 3,598,623 | 1,212,489 |
| W | Western USA | 6,262,104 | 15,248,146 |
| CTR | Central USA | 14,081,816 | 34,292,496 |
## Resultados
Todos os testes foram executados no mapa W (Western USA).
PC specs
- Intel Core I5 10210U
- Intel UHD Graphics
- 8GB RAM DDR4
Os algoritimos foram com um tempo maximo de 1 hora e de forma sincrona.
Algum pontos foram escolhidos de forma aleatória e outros foram escolhidos de forma que o algoritimo DFS encontrasse o caminho mais curto para que assim tenha amostras de casos para todos os algoritimos.
Os resultados foram organizados em uma planilha online para que seja atualizada constantimente até a data de entrega do trabalho.
[Relatório](https://docs.google.com/spreadsheets/d/17ncRLpKsQnp-vDf4RsPK0EYlOJ1Ba8K2WApR9-xmJg4/edit?usp=sharing)
# Como executar
## Requisitos
- [.NET 8.0](https://dotnet.microsoft.com/pt-br/download/dotnet/8.0)
- Mapas dos EUA (disponíveis no [site do desafio do DIMACS](http://www.diag.uniroma1.it/challenge9/download.shtml))
Antes de executar o programa é necessário extrair os arquivos do mapa para a pasta `input` na raiz do executavel para que o ele consiga ler. Não é nescessario extrair todos os mapas, apenas os que deseja executar.
O programa usa apenas o grafo de distancia (Distance graph) e as coordenadas (Coordinates), então no site do DIMACS é nescessario baixar apenas esses arquivos. Na raiz do executavel siga a seguinte estrutura de pastas:
> O nome dos arquivos também devem esta igual ao que esta descrito abaixo.
- `input/`
- `center/`
- `USA-center-coordinates`
- `USA-center-distance`
- `eastern/`
- `USA-eastern-coordinates`
- `USA-eastern-distance`
- `ny/`
- `USA-eastern-distance`
- `USA-ny-distance`
- `west/`
- `USA-west-coordinates`
- `USA-west-distance`
## Executando
Para executar o programa basta executar o seguinte comando na raiz do projeto:
```powershell
dotnet run --project BestPath/BestPath.csproj
```
# Análise
Q: A heurística de Haversine é admisível? Por quê?
R: Não, pois a heuristica de Haversine não é monotônica para casos que a superfice é plana. Já a euclediana é monotônica para qualquer caso, pois a distancia entre dois pontos é sempre maior ou igual a distancia real entre esses dois pontos e um terceiro ponto.
Mas usar a heuristica de Haversine pode ser mais eficiente que a euclediana, pois a heuristica de Haversine é mais precisa que a euclediana em superfices não planas, então o algoritimo A* pode encontrar o caminho mais curto mais rapido.
Q: O que você faria para tornar Haversine admisível?
R: Simplesmente usar ela casos em que ela seja monotônica, ou seja, em superfices não planas.