分治法求解平面n點中距離最近的兩點

2021-06-16 18:52:22 字數 1898 閱讀 2018

最近點對問題定義:已知上m個點的集合,找出對接近的一對點。

在二維空間裡,可用分治法求解最近點對問題。預處理:分別根據點的x軸和y軸座標進行排序,得到x和y,很顯然此時x和y中的點就是s中的點。

情況(1):點數小於等於三時:

情況(2):點數大於三時:

首先劃分集合s為sl和sr,使得sl中的每乙個點位於sr中每乙個點的左邊,並且sl和sr中點數相同。分別在sl和sr中解決最近點對問題,得到dl和dr,分別表示sl和sr中的最近點對的距離。令d=min(dl,dr)。如果s中的最近點對(p1,p2)。p1、p2兩點乙個在sl和乙個在sr中,那麼p1和p2一定在以l為中心的間隙內,以l-d和l+d為界,如下圖所示:

如果在sl中的點p和在sr中的點q成為最近點對,那麼p和q的距離必定小於d。因此對間隙中的每乙個點,在合併步驟中,只需要檢驗yp+d和yp-d內的點即可。

步驟1:根據點的y值和x值對s中的點排序。

步驟2:找出中線l將s劃分為sl和sr

步驟3:將步驟2遞迴的應用解決sl和sr的最近點對問題,並令d=min(dl,dr)。

步驟4:將l-d~l+d內的點以y值排序,對於每乙個點(x1,y1)找出y值在y1-d~y1+d內的所有點,計算距離為d'。                 如果d'小於d,令d=d',最後的d值就是答案。

實驗1  遞迴與分治演算法

一,實驗目的和要求

(1)進一步掌握遞迴演算法的設計思想以及遞迴程式的除錯技術;

(2)理解這樣乙個觀點:分治與遞迴經常同時應用在演算法設計之中。

(3)分別用蠻力法和分治法求解最近對問題;

(4)分析演算法的時間效能,設計實驗程式驗證分析結論。

二,實驗內容

設p1=(x1, y1), p2=(x2, y2), …, pn=(xn, yn)是平面上n個點構成的集合s,設計演算法找出集合s中距離最近的點對。

三,實驗環境

turbo c 或vc++

四,實驗學時

2學時,必做實驗

五,資料結構與演算法

#include

#include

#define true 1

#define false 0

typedef struct node

node;       //座標

typedef struct list

list;

typedef struct closenode  

closenode;

int n;     //點的數目

//輸入各點到list中

void create(list &l)

//求距離的平方

double square(node a,node b)

//蠻力法

void bruteforce(const list &l,closenode &cnode,int begin,int end)

} }

} //分治法中先將座標按x軸從小到大的順序排列

void paixu(list l)    

//左右各距中線d的區域的最近對演算法

void middle(const list & l,closenode &cnode,int mid,double midx)

} --i; }

}//分治法求最近對

void divideconquer(const list &l,closenode &closenode,int begin,int end)

} void main()

平面最近點距離問題 分治法

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