分治法
1)演算法描述:
已知集合s中有n個點,分治法的思想就是將s進行拆分,分為2部分求最近點對。演算法每次
選擇一條垂線l,將s拆分左右兩部分為sl和sr
,l一般取點集s中所有點的中間點的x座標來劃分,這樣可以保證sl和sr中的點數目各為n/2,
(否則以其他方式劃分s,有
可能導致sl
和sr中點數目乙個為1,乙個為n-1,不利於演算法效率,要盡量保持樹的平衡性)
依次找出這兩部分中的最小點對距離:δ
l和δr,記sl和sr
中最小點對距離δ = min(δ
l,δr),如圖1:
以l為中心,δ為半徑劃分乙個長帶,最小點對還有可能存在於sl和sr的交界處,如下圖2左圖中的虛線帶,p點和q點分別位於sl和sr
的虛線範圍內,在這個範圍內,p點和q點之間的距離才會小於δ,最小點對計算才有意義。
對於sl虛框範圍內的p點,在sr
虛框中與p點距離小於δ的頂多只有六個點,就是圖二右圖中的2個正方形的6的頂點。這個可以反推證明,如果右邊這2個正方形內有7個點與p點距離小於δ,例如q點,則q點與下面正方形的四個頂點距離小於δ,則和δ為sl
和sr中的最小點對距離相矛盾。因此對於sl虛框中的p點,不需求出p點和右邊虛線框內所有點距離,只需計算sr中
與p點y座標距離最近的6個點,就可以求出最近點對,節省了比較次數。
(否則的話,
最壞情形下,在s
r虛框中有可能會有n/2個點,對於s
l虛框中的p點
,每次要比較n/2次,浪費了演算法的效率)
**描述:
1)對點集s的點x座標和y座標進行公升序排序,獲得點集sx和sy
2)令δ
=∞; //δ為最小點位距離
3)divide_conquer(sx,sy
,δ) //分治法
if (sx.count=1) then δ
=∞;
//如果sx
中只有乙個點,則δ=∞
return δ;
else if(sx.count=2 and d(sx.[0],
sx.[1])
) //如果sx
中只有2個點,則δ為兩點之間距離
δ=d(sx.[0],)sx.[1]);
return δ;
else //如果sx
中多於2個點,則將sx
,sy分治,以中心點畫線,將sx
分為左右兩部分sxl
和sxr
,sy分為syl和s
yr j1=1,j2=1,k1=1,k2=1;
mid = sx.count/2;
//mid為sx
中的中間點點號
l = sx.[mid].x;
//l為sx
中的中間點x座標
for(i=1,i
δl =
divide_conquer(sxl,syl
,δ); //獲取sx
中的的最小點位距離δl
δr= divide_conquer(sxr,syr
,δ); //獲取sy
中的的最小點位距離δr
δ= min (δl
,δr); δ
=merge(syl,syr
,δ);
//獲sx
中sy交界處的最小點位距離,並綜合 δl
和δr 求出點集的最小點位距離δ
return δ;
函式merge(syl,syr
,δ)merge(syl,syr
,δ)
for(i=1,iyr.count,i++) //獲取syr
中在右邊虛框(距離小於δ)
內的點,存入到
s'yr
中,新陣列保持原來的公升序性質
t=1;
for(i=1,iyl.count,i++)
for( j= max(1,t-3), j<=min(t+3,s'yr.count),j++) //計算s'yr中的點與s'yl[t]y座標相鄰的六個點的距離
return δ}
3)演算法時間複雜度:
首先對點集s的點x座標和y座標進行公升序排序,需要迴圈2nlogn次,複雜度為o(2nlogn)
接下來在分治過程中,對於每個s'yl中的點,都需要與s'yr中的6個點進行比較
o(n)= 2o(n/2) + (n/2)*6 (乙個點集劃分為左右兩個點集,時間複雜度為左右兩個點集加上中間區域運算之和)
其解為o(n)< o(3nlogn)
因此總的時間複雜度為o(3nlogn),比蠻力法的o(n
2)要高效。
分治法求最近點對問題
1 演算法描述 已知集合s中有n個點,分治法的思想就是將s進行拆分,分為2部分求最近點對。演算法每次 選擇一條垂線l,將s拆分左右兩部分為sl和sr,l一般取點集s中所有點的中間點的x座標來劃分,這樣可以保證sl和sr中的點數目各為n 2,否則以其他方式劃分s,有 可能導致sl 和sr中點數目乙個為...
分治法求最近點對
1 演算法描述 1.分割 將集合s進行以垂直於x軸的直線l進行平均劃分,並且保證sl和sr中的點數目各為n 2,否則以其他方式劃分s,有可能導致sl和sr中點數目乙個為1,乙個為n 1,不利於演算法效率,要盡量保持樹的平衡性 依次找出這兩部分中的最小點對距離 l和 r,記sl和sr中最小點對距離 m...
分治法求最近對問題
首先感謝博主讓我收穫很多,今天感覺很睏,狀態不佳,解析與講解會改天補上,註明 我這裡採用遞迴時是左閉右開區間,而博主採用的左閉右閉。還有感謝 nx 童鞋為我調好vs2017,之前因為環境問題一直裝不上,不過vs2017的除錯是真的好用啊,哈哈!code include include include...