分治法求n个点中的最近距离
首先,假设点是n个,编号为1到n。我们要分治求,则找一个中间的编号mid,先求出1到mid点的最近距离设为d1,还有mid+1到n的最近距离设为d2。这里的点需要按x坐标的顺序排好,并且假设这些点中,没有2点在同一个位置。(若有,则直接最小距离为0了)。
然后,令d为d1, d2中较小的那个点。如果说最近点对中的两点都在1-mid集合中,或者mid+1到n集合中,则d就是最小距离了。但是还有可能的是最近点对中的两点分属这两个集合,所以我们必须先检测一下这种情况是否会存在,若存在,则把这个最近点对的距离记录下来,去更新d。这样我们就可以得道最小的距离d了。
关键是要去检测最近点对,理论上每个点都要和对面集合的点匹配一次,那效率还是不能满足我们的要求。所以这里要优化。怎么优化呢?考虑一下,假如以我们所选的分割点mid为界,如果某一点的横坐标到点mid的横坐标的绝对值超过d1并且超过d2,那么这个点到mid点的距离必然超过d1和d2中的小者,所以这个点到对方集合的任意点的距离必然不是所有点中最小的。
所以我们先把在mid为界左右一个范围内的点全部筛选出来,放到一个集合里。筛选好以后,当然可以把这些点两两求距离去更新d了,不过这样还是很慢,万一满足条件的点很多呢。这里还得继续优化。首先把这些点按y坐标排序。假设排序好以后有cnt个点,编号为0到cnt-1。那么我们用0号去和1到cnt-1号的点求一下距离,然后1号和2到cnt-1号的点求一下距离。。。如果某两个点y轴距离已经超过了d,这次循环就可以直接break了,开始从下一个点查找了。
struct point { double x; double y; } p[200005], t[200005]; bool cmpx(point a, point b) { return a.x < b.x; } bool cmpy(point a, point b) { return a.y < b.y; } double getdis(point a, point b) { return (hypot(a.x - b.x, a.y - b.y)); } double getmin(int l, int r) { if(l == r) { return 1 << 30; } if(l + 1 == r) { return getdis(p[l], p[r]); } int m = (l + r) / 2; double d = min(getmin(l, m), getmin(m + 1, r)); int ti = 0; for(int i = l; i <= r; ++i) //关键 { if(fabs(p[i].x - p[m].x) < d) { t[ti++] = p[i]; } } sort(t, t + ti, cmpy); for(int i = 0; i < ti; ++i) { for(int j = i + 1; j < ti; ++j) { if(t[j].y - t[i].y > d) //优化 { break; } d = min(d, getdis(t[i], t[j])); } } return d; } int main() { int n; while(scanf("%d", &n) != EOF) { for(int i = 0; i < n; ++i) { scanf("%lf %lf", &p[i].x, &p[i].y); } sort(p, p + n, cmpx); printf("%.4lf\n", getmin(0, n - 1)); } return 0; }
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