使用分治法求解最短距离问题
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更新于2024-09-07
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"分治法代码实现寻找最近点对"
分治法(Divide and Conquer)是一种解决问题的有效策略,尤其在计算机科学中被广泛应用。它将一个大问题分解成若干个规模较小、相互独立且与原问题形式相同的子问题,然后递归地解决这些子问题,最后将子问题的解组合成原问题的解。这种方法有助于降低问题的复杂性,提高计算效率。
在给定的代码中,实现的是二维平面上寻找最近点对的问题。这个问题可以通过分治法来解决。首先,将所有点按照x坐标排序,然后选择中间点,将点集划分为左右两部分,分别对左右两部分递归地找到最近点对。当左半部分和右半部分的宽度小于某个阈值时,可以采用线性扫描的方式找出最近点对。这个阈值通常设定为一个足够小的常量,例如代码中的`inf`。
代码中定义了一个`Point`结构体,包含点的x、y坐标。还定义了一个辅助数组`mpt`用于存储距离中间点x坐标较近的点,以及两个辅助函数`cmpxy`和`cmpy`用于比较点的x坐标和y坐标。`getmin`函数用于取两个数中的较小值,`dis`函数计算两点之间的欧几里得距离。
核心函数`Closest_Pair`采用递归方式执行分治策略。它首先检查左右边界是否重合,如果重合则返回两个点的距离;如果边界相隔一个点,直接计算这两个点的距离。接着,计算左右两半部分的最近点对,取两者之间的较小值。然后,对于每个x坐标在中间点附近的点,按y坐标排序,并与之前已排序的点进行对比,更新最近点对的距离。
这个算法的时间复杂度在最坏情况下为O(n log n),其中n是点的数量,因为每次划分都将问题规模减半,而合并过程需要线性时间。空间复杂度主要取决于递归调用的深度,一般为O(log n)。在实际应用中,分治法对于大规模数据的处理非常有效,尤其是在数据具有某种内在结构的情况下。
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2020-10-29 上传
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qq_43536441
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