请编写这样一条SQL。输入多条边,输出每个顶点所在的坐标。 布局是模拟弹簧电荷模型在每两个节点之间添加一个斥力,每条边的两个节点之间添加一个引力,简单来讲,就是让任意两点之间都存在斥力,可以使它们不会相距太近;同时让有关系的点之间存在引力,可以使它们不会相距太远。 经过迭代后,节点的运动停止下来(两次状态的差异小于阈值)。返回每个顶点的坐标。需要描述输入和输出的表结构,描述引力与斥力的物理公式。如果可以,请使用成熟的物理模拟算法来进行优化。
时间: 2024-02-25 10:54:29 浏览: 127
输入表结构:
- edge表,包含两个字段:from_node和to_node,表示每条边的两个节点。
输出表结构:
- vertex表,包含三个字段:node,x,y,表示每个节点所在的坐标。
引力与斥力的物理公式:
引力公式:F = k * r,其中F为引力大小,k为弹性系数,r为两个节点之间的距离。引力的方向始终指向两个节点之间的连线方向。
斥力公式:F = k / r^2,其中F为斥力大小,k为斥力系数,r为两个节点之间的距离。斥力的方向始终指向两个节点之间的连线方向的反方向。
物理模拟算法:
可以使用Force-Directed Layout(力导向布局)算法进行优化,该算法是一种基于物理模型的布局算法,主要思想是将图看作是一组质点,每个点之间存在引力和斥力,通过模拟每个点的运动轨迹,最终达到一个合理的布局效果。
SQL实现:
```
-- 创建临时表,存储每个节点的坐标
CREATE TEMPORARY TABLE tmp_vertex (
node VARCHAR(100) NOT NULL,
x FLOAT NOT NULL DEFAULT 0,
y FLOAT NOT NULL DEFAULT 0
);
-- 初始化节点坐标
INSERT INTO tmp_vertex (node) SELECT DISTINCT from_node FROM edge;
UPDATE tmp_vertex SET x = RAND(), y = RAND();
-- 定义参数
SET @k_elastic = 0.1; -- 弹性系数
SET @k_repulse = 10000; -- 斥力系数
SET @threshold = 0.001; -- 停止迭代的阈值
SET @max_iter = 1000; -- 最大迭代次数
SET @iter = 0; -- 当前迭代次数
-- 迭代更新节点坐标
WHILE @iter < @max_iter DO
-- 计算每个节点受到的合力
UPDATE tmp_vertex v1
SET x = (
SELECT SUM(
IF(v2.x > v1.x, -1, IF(v2.x < v1.x, 1, 0)) * @k_repulse / POWER(ABS(v2.x - v1.x), 2)
+ IF(v2.x > v1.x, 1, IF(v2.x < v1.x, -1, 0)) * @k_elastic * (v2.x - v1.x)
)
FROM tmp_vertex v2
JOIN edge e ON e.from_node = v2.node AND e.to_node = v1.node
),
y = (
SELECT SUM(
IF(v2.y > v1.y, -1, IF(v2.y < v1.y, 1, 0)) * @k_repulse / POWER(ABS(v2.y - v1.y), 2)
+ IF(v2.y > v1.y, 1, IF(v2.y < v1.y, -1, 0)) * @k_elastic * (v2.y - v1.y)
)
FROM tmp_vertex v2
JOIN edge e ON e.from_node = v2.node AND e.to_node = v1.node
);
-- 判断是否达到停止条件
IF (
(SELECT SUM(ABS(x - old_x) + ABS(y - old_y)) FROM tmp_vertex) < @threshold
) THEN
LEAVE;
END IF;
-- 更新迭代次数
SET @iter = @iter + 1;
END WHILE;
-- 输出结果
SELECT * FROM tmp_vertex;
```
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