Question

我使用四叉树作为数据结构来存储点。因为我需要快速找到某个区域内的所有点。

但是我需要提出要点。在我的C ++程序中。由于移动发生在所有点上，但是对于不同方向的每个点，我当前都会破坏我的四叉树并重建它，这会导致大量的分配和删除。

因此，我的问题是这种问题有更好的数据结构吗？

我有以下要求：我有n分。

我需要快速了解某个特定区域内的所有点。使用我的四叉树这是关于O（log（n））。然而，该操作被称为m次，其中m> 1。因此，它约为O（m * log（n））。

我需要提出所有要点。目前这大约是O（n * logn）。此方法仅对所有m调用一次。

但是我觉得这个解决方案目前还不尽如人意。因为我总是销毁我的四叉树并重建它，这会因分配而导致开销。

更新这些要点不是均匀分布的。有些位置是密集的，有些位置的位置很少。

这是一些简化的代码。这里存储指针的代码：

class Point
{
    public:
    Point(double x, double y):x(x),y(y){};

    void movePoint(double ux, double uy);

    double x;
    double y;
};

这是四叉树的接口

class QuadTree
{
public:
    QuadTree(double north, double west, double south, double east,
             int maxItems);

    //inserts a point into the tree runs in log(n)
    bool put(Point* pt);
    // returns all point in the rectange defined by the four variables runs in log(n)
    std::vector<Point*> get(double north, double west, double south, double east);
    // deletes everything in the quad tree
    void clear();

private:

    QuadTreeNode* top_=nullptr;

};

这里是QuadTreeNode与get和put方法实现的接口，用于显示Point的存储方式。

class QuadTreeNode
{
public:

    QuadTreeNode(double north, double west, double south, double east,
                 int maximumItems);

    ~QuadTreeNode();

    //split the node if to much items are stored.
    void split();
    //returns the children of the node
    QuadTreeNode* getChild(double x, double y);

    bool put(Point* leaf){
      if (children_ == nullptr) {
        items_.push_back(leaf);

        if (items_.size() > maxItems_)
            split();
        return true;
      } else {
        QuadTreeNode* node = getChild(leaf->getX(), leaf->getY());
        if (node != nullptr) {
            return node->put(leaf);
        }
       }
      return false;
    }

    std::vector<Point*> QuadTreeNode::get(QuadRectangle rect, std::vector<Point*>& vector) {
      if (children_ == nullptr) {
        for (Point* pt : items_) {
            if (rect.pointWithinBounds(pt->getX(),pt->getY())) {
                vector.push_back(pt);
            }
        }
      } else {
        for (QuadTreeNode* child : *children_) {
            if (child->bounds_.within(rect)) {
                child->get(rect, vector);
            }
        }
      }
      return vector;
}

    std::vector<Point*> items_;

    unsigned int maxItems_;

    std::array<QuadTreeNode*,4>* children_ = nullptr;

    QuadRectangle bounds_;    
};

Answer 1

想到的一些想法：

对于每个移动的点，检查它是否移出边界矩形（bounds_）。如果是，请将其从树中删除。移动所有点后，将它们插入同一树中，或插入另一棵树中。每隔一段时间（例如，当另一棵树的大小变成主树的1/10时），重建一切。
分割节点时，您可能会为每个子注释中的点计算一个边界矩形。在这样做时，允许一些边距进入边界，因此可以将每个点移动几次，而不会超出范围。

这些想法无助于复杂性（它仍然是O（n * log（n）），但可能会因某些因素而提高速度。

Quadtree移动存储点

1 个答案: