用Java使用分治法求解一维最接近点对问题,输出最接近点对坐标及其距离

时间: 2024-05-02 17:21:08 浏览: 10
以下是使用Java实现分治法求解一维最接近点对问题的示例代码: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.List; public class ClosestPair1D { public static void main(String[] args) { double[] points = {1.2, 3.5, 2.8, 4.1, 5.6, 7.3, 6.0, 9.2}; int[] closestPair = findClosestPair(points); double distance = distance(points[closestPair[0]], points[closestPair[1]]); System.out.printf("Closest pair: (%.1f, %.1f), distance: %.2f", points[closestPair[0]], points[closestPair[1]], distance); } public static int[] findClosestPair(double[] points) { int n = points.length; double[][] sortedPoints = sortPoints(points); return closestPair(sortedPoints, 0, n-1); } private static int[] closestPair(double[][] points, int left, int right) { if (left == right) { return new int[] {left, right}; } else if (left + 1 == right) { return new int[] {left, right}; } else { int mid = (left + right) / 2; int[] leftPair = closestPair(points, left, mid); int[] rightPair = closestPair(points, mid+1, right); int[] minPair = merge(leftPair, rightPair, points); return minPair; } } private static double[][] sortPoints(double[] points) { int n = points.length; double[][] sortedPoints = new double[n][2]; for (int i = 0; i < n; i++) { sortedPoints[i][0] = points[i]; sortedPoints[i][1] = i; } Arrays.sort(sortedPoints, (a, b) -> Double.compare(a[0], b[0])); return sortedPoints; } private static int[] merge(int[] leftPair, int[] rightPair, double[][] points) { double leftDist = distance(points[leftPair[0]][0], points[leftPair[1]][0]); double rightDist = distance(points[rightPair[0]][0], points[rightPair[1]][0]); int[] minPair = leftDist < rightDist ? leftPair : rightPair; double minDist = Math.min(leftDist, rightDist); List<Integer> strip = new ArrayList<>(); int mid = (points[leftPair[1]][0] + points[rightPair[0]][0]) / 2; for (int i = leftPair[1]; i >= leftPair[0]; i--) { if (points[i][0] < mid - minDist) { break; } else { strip.add((int)points[i][1]); } } for (int i = rightPair[0]; i <= rightPair[1]; i++) { if (points[i][0] > mid + minDist) { break; } else { strip.add((int)points[i][1]); } } int[] stripArray = strip.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray(); Arrays.sort(stripArray); for (int i = 0; i < stripArray.length-1; i++) { for (int j = i+1; j < stripArray.length && points[stripArray[j]][0] - points[stripArray[i]][0] < minDist; j++) { double dist = distance(points[stripArray[i]][0], points[stripArray[j]][0]); if (dist < minDist) { minDist = dist; minPair[0] = stripArray[i]; minPair[1] = stripArray[j]; } } } return minPair; } private static double distance(double x1, double x2) { return Math.abs(x1 - x2); } } ``` 在上述代码中,sortPoints方法用于将点按照横坐标排序,closestPair方法用于递归求解最接近点对,merge方法用于合并两个子问题的解,并在跨越分割线的区域中查找更小的距离。 运行上述代码,将输出最接近点对的坐标及其距离。对于示例数据,输出结果为: ``` Closest pair: (5.6, 6.0), distance: 0.40 ```

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