Comment implémenter Quadtree en utilisant Golang

Quadtree est une structure de données arborescente basée sur la division spatiale, largement utilisée dans les systèmes d'information géographique (SIG), le traitement d'Comment implémenter Quadtree en utilisant Golangs, le traitement du langage naturel et d'autres domaines. Il se caractérise par des requêtes spatiales et des index spatiaux rapides et efficaces.

Dans cet article, nous présenterons comment implémenter quadtree à l'aide de Golang.

1. Qu'est-ce qu'un quadtree ? Un quadtree est une variante d'un arbre binaire, chaque nœud contenant jusqu'à quatre nœuds enfants. Dans un espace bidimensionnel, cela peut être vu comme divisant le plan en quatre quadrants. Comme le montre la figure ci-dessous :

L'utilisation d'un quadtree peut diviser l'espace en zones de plus en plus petites, rendant la requête plus efficace. Par exemple, si nous voulons savoir si un certain point se trouve dans une zone, nous pouvons d'abord déterminer le quadrant auquel appartient le point, puis entrer de manière récursive dans le quadrant et continuer la requête jusqu'à ce que la plus petite zone soit trouvée, puis juger tous les points. dedans.

2. Implémentation de Quadtree

Tout d'abord, nous devons définir une structure de nœud :

type QuadNode struct {
    NW *QuadNode // 西北节点
    NE *QuadNode // 东北节点
    SW *QuadNode // 西南节点
    SE *QuadNode // 东南节点
    X  float64   // 节点的横坐标
    Y  float64   // 节点的纵坐标
}

Le nœud contient quatre nœuds enfants et des coordonnées de nœud. Lors de l'implémentation de la fonction de requête, nous devons accéder de manière récursive aux nœuds enfants. On peut donc définir une structure QuadTree :

type QuadTree struct {
    root *QuadNode
}

Chaque objet QuadTree contient un nœud racine. Ensuite, nous implémentons quelques opérations de base. La première consiste à insérer un nœud dans QuadTree :

func (t *QuadTree) Insert(x, y float64) {
    if t.root == nil {
        t.root = &QuadNode{X: x, Y: y}
    } else {
        t.root.Insert(x, y)
    }
}

Si le nœud racine de QuadTree est vide, utilisez ce nœud comme nœud racine. Sinon, insérez le nœud dans un nœud enfant du nœud racine. L'opération d'insertion du nœud peut être effectuée de manière récursive jusqu'à ce qu'un nœud enfant approprié soit trouvé :

func (n *QuadNode) Insert(x, y float64) {
    switch {
    case x >= n.X && y >= n.Y:
        if n.NE == nil {
            n.NE = &QuadNode{X: x, Y: y}
        } else {
            n.NE.Insert(x, y)
        }
    case x >= n.X && y = n.Y:
        if n.NW == nil {
            n.NW = &QuadNode{X: x, Y: y}
        } else {
            n.NW.Insert(x, y)
        }
    case x  Dans l'opération de requête, nous pouvons saisir de manière récursive le nœud enfant à rechercher. Pour chaque nœud, nous devons déterminer s'il contient le point cible. S'il est inclus, ajoutez le nœud à l'ensemble de résultats ; sinon, saisissez récursivement ses nœuds enfants pour continuer la recherche : <p></p><pre class="brush:php;toolbar:false">func (t *QuadTree) QueryRange(x1, y1, x2, y2 float64) []*QuadNode {
    result := []*QuadNode{}
    t.root.QueryRange(x1, y1, x2, y2, &result)
    return result
}

func (n *QuadNode) QueryRange(x1, y1, x2, y2 float64, result *[]*QuadNode) {
    if n == nil {
        return
    }
    if n.X >= x1 && n.X = y1 && n.Y = x1 && n.X = y1 && n.Y  Nous pouvons également implémenter d'autres fonctions telles que la suppression de nœuds et le calcul du nombre de nœuds, qui ne seront pas décrites ici. Enfin, nous pouvons tester le quadtree implémenté en utilisant le code suivant : <p></p><pre class="brush:php;toolbar:false">func main() {
    tree := &QuadTree{}
    tree.Insert(1, 2)
    tree.Insert(2, 3)
    tree.Insert(3, 4)
    tree.Insert(4, 5)

    result := tree.QueryRange(2, 2, 4, 4)
    fmt.Println(result)
}

Ce code insère quatre points dans le QuadTree et interroge tous les rectangles avec (2, 2) et (4, 4) comme point des diagonales. Les résultats de la requête sont [(2, 3), (3, 4)], comme prévu.

3. Résumé

Cet article présente le processus d'utilisation de Golang pour implémenter un quadtree. Quadtree est une méthode d'indexation spatiale efficace qui peut jouer un rôle important dans le traitement de grandes quantités de données spatiales. L'utilisation de Golang pour implémenter le code quadtree est simple et facile à comprendre, et peut facilement traiter des données spatiales bidimensionnelles.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!