平面内有n个点,如何快速求出距离最近的点对?【分治法】【屈婉玲教材】

2024-03-17 14:32

本文主要是介绍平面内有n个点,如何快速求出距离最近的点对?【分治法】【屈婉玲教材】,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

题目如标题,很容易想到劈成两半,每一半各求最近的,最后merge

T(n)=2T(n/2)+f(n)

难点在f(n)如何估计,假设两个子问题的点集分别是left和right,两部分的最近距离分别是d1和d2,所以有可能的最小距离δ=min(d1,d2)。如果left中的每一个点都要和right中的每一个点求距离,那么f(n)=n^2,分治算法是不会简化的。幸运的是如果left中的每一个点最多只需要和right中的最多6个点比较【使用下图中的鸽巢原理证明】

所以还有T(n)=O(nlog(n)),代码如下:

import random
import math
import sysdef random_point():x,y = random.uniform(0,1000),random.uniform(0,1000)return (x,y)def distance(a,b):return math.sqrt((a[0]-b[0])**2+(a[1]-b[1])**2)def brute_force(points):res,a,b = sys.maxsize,None,Nonel = len(points)for i in range(1,l):for j in range(i):dis = distance(points[i],points[j])if (dis < res):res,a,b = dis,points[i],points[j]return res,a,bdef divide_algo(points):def divide(points):l = len(points)if (l <= 1):return sys.maxsize,None,Noneelif (l == 2):return distance(points[0],points[1]),points[0],points[1]mid = l >> 1d1,a1,b1 = divide(points[:mid])d2,a2,b2 = divide(points[mid:])d,a,b = (d1,a1,b1) if d1<d2 else (d2,a2,b2)line = points[mid][0]left,right = [],[]for x,y in points:if (line-d<=x<line):left.append((x,y))elif (line<=x<=line+d): #bug1: line<=x的情况应该划分给右边right.append((x,y))sorted_right = sorted(right, key=lambda pts: (pts[1],pts[0]))right_len = len(sorted_right)for lpx,lpy in left:target,ll,rr = lpy-d,0,right_len-1while (ll <= rr):mm = ll + ((rr-ll)>>1)if (sorted_right[mm][1] >= target):rr = mm - 1else:ll = mm + 1##sorted_right[ll] is the first y >= lpy-dfor i in range(7):if ll+i >= right_len:breakdis = distance((lpx,lpy),sorted_right[ll+i])if (dis<d):d,a,b = dis,(lpx,lpy),sorted_right[ll+i]return d,a,bpoints.sort()return divide(points)if __name__ == '__main__':points = [random_point() for _ in range(600)]#points = [(863.3684416788369, 625.7796544031397), (245.20062985148627, 620.1477779298687), (242.46118979625464, 177.28076233614954)]print(points)print('brute_force={}'.format(brute_force(points)))print('divide_algo={}'.format(divide_algo(points)))

 最后致敬已经在天堂的屈老师

这篇关于平面内有n个点,如何快速求出距离最近的点对?【分治法】【屈婉玲教材】的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/819231

相关文章

一文详解如何在idea中快速搭建一个Spring Boot项目

《一文详解如何在idea中快速搭建一个SpringBoot项目》IntelliJIDEA作为Java开发者的‌首选IDE‌,深度集成SpringBoot支持,可一键生成项目骨架、智能配置依赖,这篇文... 目录前言1、创建项目名称2、勾选需要的依赖3、在setting中检查maven4、编写数据源5、开启热

MybatisX快速生成增删改查的方法示例

《MybatisX快速生成增删改查的方法示例》MybatisX是基于IDEA的MyBatis/MyBatis-Plus开发插件,本文主要介绍了MybatisX快速生成增删改查的方法示例,文中通过示例代... 目录1 安装2 基本功能2.1 XML跳转2.2 代码生成2.2.1 生成.xml中的sql语句头2

8种快速易用的Python Matplotlib数据可视化方法汇总(附源码)

《8种快速易用的PythonMatplotlib数据可视化方法汇总(附源码)》你是否曾经面对一堆复杂的数据,却不知道如何让它们变得直观易懂?别慌,Python的Matplotlib库是你数据可视化的... 目录引言1. 折线图(Line Plot)——趋势分析2. 柱状图(Bar Chart)——对比分析3

一文教你Java如何快速构建项目骨架

《一文教你Java如何快速构建项目骨架》在Java项目开发过程中,构建项目骨架是一项繁琐但又基础重要的工作,Java领域有许多代码生成工具可以帮助我们快速完成这一任务,下面就跟随小编一起来了解下... 目录一、代码生成工具概述常用 Java 代码生成工具简介代码生成工具的优势二、使用 MyBATis Gen

Java计算经纬度距离的示例代码

《Java计算经纬度距离的示例代码》在Java中计算两个经纬度之间的距离,可以使用多种方法(代码示例均返回米为单位),文中整理了常用的5种方法,感兴趣的小伙伴可以了解一下... 目录1. Haversine公式(中等精度,推荐通用场景)2. 球面余弦定理(简单但精度较低)3. Vincenty公式(高精度,

使用animation.css库快速实现CSS3旋转动画效果

《使用animation.css库快速实现CSS3旋转动画效果》随着Web技术的不断发展,动画效果已经成为了网页设计中不可或缺的一部分,本文将深入探讨animation.css的工作原理,如何使用以及... 目录1. css3动画技术简介2. animation.css库介绍2.1 animation.cs

SpringBoot快速搭建TCP服务端和客户端全过程

《SpringBoot快速搭建TCP服务端和客户端全过程》:本文主要介绍SpringBoot快速搭建TCP服务端和客户端全过程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,... 目录TCPServerTCPClient总结由于工作需要,研究了SpringBoot搭建TCP通信的过程

一文教你Python如何快速精准抓取网页数据

《一文教你Python如何快速精准抓取网页数据》这篇文章主要为大家详细介绍了如何利用Python实现快速精准抓取网页数据,文中的示例代码简洁易懂,具有一定的借鉴价值,有需要的小伙伴可以了解下... 目录1. 准备工作2. 基础爬虫实现3. 高级功能扩展3.1 抓取文章详情3.2 保存数据到文件4. 完整示例

快速修复一个Panic的Linux内核的技巧

《快速修复一个Panic的Linux内核的技巧》Linux系统中运行了不当的mkinitcpio操作导致内核文件不能正常工作,重启的时候,内核启动中止于Panic状态,该怎么解决这个问题呢?下面我们就... 感谢China编程(www.chinasem.cn)网友 鸢一雨音 的投稿写这篇文章是有原因的。为了配置完

Python利用ElementTree实现快速解析XML文件

《Python利用ElementTree实现快速解析XML文件》ElementTree是Python标准库的一部分,而且是Python标准库中用于解析和操作XML数据的模块,下面小编就来和大家详细讲讲... 目录一、XML文件解析到底有多重要二、ElementTree快速入门1. 加载XML的两种方式2.