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: 2023-06-25 19:02:26 浏览: 80
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以下是一个基于四叉树算法的示例代码,其中包括增删改、检索和从文件导入等功能。该示例使用 Python 语言实现。 ```python class Point: def __init__(self, x, y): self.x = x self.y = y class QuadTree: def __init__(self, boundary, capacity): self.boundary = boundary self.capacity = capacity self.points = [] self.divided = False self.northwest = None self.northeast = None self.southwest = None self.southeast = None def insert(self, point): if not self.boundary.contains(point): return False if len(self.points) < self.capacity: self.points.append(point) return True if not self.divided: self.divide() if self.northwest.insert(point): return True elif self.northeast.insert(point): return True elif self.southwest.insert(point): return True elif self.southeast.insert(point): return True return False def delete(self, point): if point not in self.points: return False self.points.remove(point) return True def query(self, range): found = [] if not self.boundary.intersects(range): return found for point in self.points: if range.contains(point): found.append(point) if self.divided: found += self.northwest.query(range) found += self.northeast.query(range) found += self.southwest.query(range) found += self.southeast.query(range) return found def divide(self): x = self.boundary.x y = self.boundary.y w = self.boundary.w / 2 h = self.boundary.h / 2 nw = Rectangle(x - w, y - h, w, h) self.northwest = QuadTree(nw, self.capacity) ne = Rectangle(x + w, y - h, w, h) self.northeast = QuadTree(ne, self.capacity) sw = Rectangle(x - w, y + h, w, h) self.southwest = QuadTree(sw, self.capacity) se = Rectangle(x + w, y + h, w, h) self.southeast = QuadTree(se, self.capacity) self.divided = True def load_from_file(self, filename): with open(filename, 'r') as f: for line in f: x, y = line.split(',') point = Point(float(x), float(y)) self.insert(point) ``` 在上面的代码中,我们定义了一个 `Point` 类来表示二维平面上的一个点,以及一个 `QuadTree` 类来表示四叉树。`QuadTree` 类包括以下几个方法: - `__init__(self, boundary, capacity)`:构造函数,其中 `boundary` 表示四叉树的边界,`capacity` 表示四叉树每个节点最多可以容纳的点数。 - `insert(self, point)`:向四叉树中插入一个点。 - `delete(self, point)`:从四叉树中删除一个点。 - `query(self, range)`:查找给定范围内的所有点。 - `divide(self)`:将当前节点分裂成四个子节点。 - `load_from_file(self, filename)`:从文件中读取点坐标,并将它们插入到四叉树中。 其中,`Rectangle` 类表示二维平面上的一个矩形,包括位置和大小信息,并提供了 `contains` 和 `intersects` 方法来判断点是否在矩形内或者矩形是否与另一个矩形相交。 以下是一个使用示例: ```python # 创建一个边界为 (0, 0, 100, 100) 的四叉树,每个节点最多容纳 4 个点 boundary = Rectangle(0, 0, 100, 100) quadtree = QuadTree(boundary, 4) # 向四叉树中插入一些点 quadtree.insert(Point(10, 10)) quadtree.insert(Point(20, 20)) quadtree.insert(Point(30, 30)) quadtree.insert(Point(40, 40)) quadtree.insert(Point(50, 50)) quadtree.insert(Point(60, 60)) quadtree.insert(Point(70, 70)) quadtree.insert(Point(80, 80)) quadtree.insert(Point(90, 90)) # 从四叉树中删除一个点 quadtree.delete(Point(60, 60)) # 查找给定矩形内的所有点 range = Rectangle(40, 40, 20, 20) points = quadtree.query(range) print(points) # 从文件中读取点坐标,并将它们插入到四叉树中 quadtree.load_from_file('points.txt') ``` 以上代码展示了如何创建一个边界为 (0, 0, 100, 100) 的四叉树,向它中插入一些点,从中删除一个点,查找给定矩形内的所有点,以及从文件中读取点坐标并将它们插入到四叉树中。可以根据具体需求来修改 `Rectangle` 和 `QuadTree` 类,实现更加复杂的操作。
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