Golang을 사용하여 쿼드트리를 구현하는 방법

쿼드트리(Quadtree)는 공간 분할을 기반으로 한 트리 데이터 구조로, 지리정보시스템(GIS), 이미지 처리, 자연어 처리 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 빠르고 효율적인 공간 쿼리와 공간 인덱스가 특징입니다.

이 글에서는 Golang을 이용하여 쿼드트리를 구현하는 방법을 소개하겠습니다.

1. 쿼드트리란 무엇입니까? 쿼드트리는 각 노드가 최대 4개의 하위 노드를 포함하는 이진 트리의 변형입니다. 2차원 공간에서는 평면을 4개의 사분면으로 나누는 것으로 볼 수 있습니다. 아래 그림과 같이

쿼드트리를 사용하면 공간을 점점 더 작은 영역으로 나눌 수 있어 쿼리를 더욱 효율적으로 수행할 수 있습니다. 예를 들어 특정 점이 영역 내에 있는지 쿼리하려면 해당 점이 속하는 사분면을 먼저 결정한 다음 사분면을 재귀적으로 입력하고 가장 작은 영역을 찾을 때까지 계속 쿼리한 다음 해당 영역의 모든 점을 판단할 수 있습니다. 그것.

2. Quadtree 구현

먼저 노드 구조를 정의해야 합니다.

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
}

노드에는 4개의 하위 노드와 노드 좌표가 포함됩니다. 쿼리 기능을 구현할 때 하위 노드에 재귀적으로 액세스해야 합니다. 따라서 QuadTree 구조를 정의할 수 있습니다.

type QuadTree struct {
    root *QuadNode
}

각 QuadTree 객체에는 루트 노드가 포함되어 있습니다. 다음으로 몇 가지 기본 작업을 구현합니다. 첫 번째는 QuadTree에 노드를 삽입하는 것입니다.

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

QuadTree의 루트 노드가 비어 있으면 이 노드를 루트 노드로 사용합니다. 그렇지 않으면 루트 노드의 하위 노드에 노드를 삽입합니다. 노드 삽입 작업은 적합한 자식 노드를 찾을 때까지 재귀적으로 수행될 수 있습니다.

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  쿼리 작업에서는 검색할 자식 노드를 재귀적으로 입력할 수 있습니다. 각 노드에 대해 대상 지점이 포함되어 있는지 확인해야 합니다. 포함된 경우 결과 집합에 노드를 추가하고, 그렇지 않으면 하위 노드를 재귀적으로 입력하여 검색을 계속합니다. <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  노드 삭제 및 노드 수 계산과 같은 다른 기능도 구현할 수 있지만 여기서는 설명하지 않습니다. 마지막으로 다음 코드를 사용하여 구현된 쿼드트리를 테스트할 수 있습니다. <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)
}

이 코드는 QuadTree에 4개의 점을 삽입하고 (2, 2) 및 (4, 4)를 대각선 점으로 사용하여 모든 직사각형을 쿼리합니다. 쿼리 결과는 예상대로 [(2, 3), (3, 4)]입니다.

3. 요약

이 글에서는 Golang을 사용하여 쿼드트리를 구현하는 과정을 소개합니다. 쿼드트리는 대용량 공간 데이터를 처리하는데 중요한 역할을 할 수 있는 효율적인 공간 인덱스 방법이다. Golang을 사용하여 쿼드트리 코드를 구현하는 것은 간단하고 이해하기 쉬우며 2차원 공간 데이터를 쉽게 처리할 수 있습니다.

위 내용은 Golang을 사용하여 쿼드트리를 구현하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!