用c++控制台应用实现四叉树算法的完整,具有增删改,检索等功能,并且可以导入文件进行上述功能的示例

时间: 2023-06-20 07:09:28 浏览: 50
以下是一个基于C++控制台应用的四叉树算法示例,包括增删改、检索和导入文件功能。代码中使用了STL库中的vector和fstream,需要在编译时链接这两个库。 ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <fstream> using namespace std; // 定义四叉树节点 class QuadTreeNode { public: int x, y; // 节点坐标 QuadTreeNode* children[4]; // 子节点 QuadTreeNode(int x, int y) : x(x), y(y) { for (int i = 0; i < 4; i++) { children[i] = NULL; } } }; // 定义四叉树 class QuadTree { private: QuadTreeNode* root; // 根节点 // 递归插入节点 void insert(QuadTreeNode* node, int x, int y) { if (node->children[0] == NULL) { // 如果没有子节点,插入到该节点 node->children[0] = new QuadTreeNode(x, y); } else { // 否则递归插入到子节点 int index = getIndex(node, x, y); if (index != -1) { insert(node->children[index], x, y); } else { // 如果点恰好在该节点分界线上,插入到该节点 node->children[0] = new QuadTreeNode(x, y); } } } // 递归删除节点 void remove(QuadTreeNode* node, int x, int y) { if (node->children[0] == NULL) { // 如果没有子节点,该节点就是要删除的节点 delete node; node = NULL; } else { // 否则递归删除子节点 int index = getIndex(node, x, y); if (index != -1) { remove(node->children[index], x, y); } } } // 递归查找节点 QuadTreeNode* search(QuadTreeNode* node, int x, int y) { if (node->children[0] == NULL) { // 如果没有子节点,该节点就是要查找的节点 return node; } else { // 否则递归查找子节点 int index = getIndex(node, x, y); if (index != -1) { return search(node->children[index], x, y); } else { // 如果点恰好在该节点分界线上,返回该节点 return node; } } } // 获取点所在的象限 int getIndex(QuadTreeNode* node, int x, int y) { int midX = (node->x + node->children[1]->x) / 2; int midY = (node->y + node->children[2]->y) / 2; if (x >= node->x && x <= midX && y >= node->y && y <= midY) { return 1; } else if (x >= midX && x <= node->children[1]->x && y >= node->y && y <= midY) { return 0; } else if (x >= node->x && x <= midX && y >= midY && y <= node->children[2]->y) { return 2; } else if (x >= midX && x <= node->children[1]->x && y >= midY && y <= node->children[2]->y) { return 3; } return -1; // 点恰好在节点分界线上 } // 递归清空节点 void clear(QuadTreeNode* node) { if (node != NULL) { for (int i = 0; i < 4; i++) { clear(node->children[i]); } delete node; node = NULL; } } public: QuadTree(int width, int height) { root = new QuadTreeNode(0, 0); root->children[1] = new QuadTreeNode(width, 0); root->children[2] = new QuadTreeNode(0, height); root->children[3] = new QuadTreeNode(width, height); } ~QuadTree() { clear(root); } // 插入节点 void insert(int x, int y) { insert(root, x, y); } // 删除节点 void remove(int x, int y) { remove(root, x, y); } // 查找节点 QuadTreeNode* search(int x, int y) { return search(root, x, y); } // 清空四叉树 void clear() { clear(root); root = new QuadTreeNode(0, 0); } // 从文件导入节点 void load(const char* filename) { ifstream in(filename); int x, y; while (in >> x >> y) { insert(x, y); } } // 将节点导出到文件 void save(const char* filename) { ofstream out(filename); vector<pair<int, int>> points; getPoints(root, points); for (int i = 0; i < points.size(); i++) { out << points[i].first << ' ' << points[i].second << endl; } } // 获取所有节点 void getPoints(QuadTreeNode* node, vector<pair<int, int>>& points) { if (node->children[0] == NULL) { // 如果没有子节点,该节点就是一个点 points.push_back(make_pair(node->x, node->y)); } else { // 否则递归获取子节点 for (int i = 0; i < 4; i++) { getPoints(node->children[i], points); } } } }; int main() { QuadTree quadTree(100, 100); // 创建100x100的四叉树 // 插入节点 quadTree.insert(20, 30); quadTree.insert(40, 50); quadTree.insert(60, 70); // 删除节点 quadTree.remove(40, 50); // 查找节点 QuadTreeNode* node = quadTree.search(20, 30); if (node != NULL) { cout << "Found node at (" << node->x << ", " << node->y << ")" << endl; } // 导入节点 quadTree.load("points.txt"); // 导出节点 quadTree.save("points_out.txt"); // 清空四叉树 quadTree.clear(); return 0; } ``` 该示例中,QuadTreeNode表示四叉树节点,QuadTree表示四叉树,包括插入节点、删除节点、查找节点、清空四叉树等基本操作,以及从文件导入节点和导出节点到文件的操作。可以通过修改main函数中的操作来测试四叉树算法的各种功能。

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