hdu 4347 The Closest M Points （kd tree 模板题）

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本文介绍了一种使用K-D树进行高效多维空间数据结构构建与最近邻查询的方法。通过C++实现，详细解释了如何利用K-D树进行数据点的存储和检索，特别是在大规模数据集上的应用。文章提供了完整的代码示例，展示了如何构建K-D树并进行最近邻搜索。

题目：http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4347

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define sq(x) (x)*(x)
const int maxn=6e4+10;
int idx,n,k,m,lson[maxn],rson[maxn],tol;
struct node
{
    int x[5];
    bool operator<(const node &u) const
    {
        return x[idx]<u.x[idx];
    }
}P[maxn];
typedef pair<double,node> PDN;
priority_queue<PDN> que;
struct KD_tree
{
    node p[maxn<<2];
    int build(int l,int r,int dep)
    {
        if(l>r) return 0;
        int rt=++tol;
        int mid=(l+r)/2;
        idx=dep%k;
        nth_element(P+l,P+mid,P+r+1);
        p[rt]=P[mid];
        lson[rt]=build(l,mid-1,dep+1);
        rson[rt]=build(mid+1,r,dep+1);
        return rt;
    }
    void query(int rt,int m,int dep,node a)
    {
        if(rt==0) return;
        PDN tmp=PDN(0,p[rt]);
        for(int i=0;i<k;i++)
            tmp.first+=sq(p[rt].x[i]-a.x[i]);
        int lc=lson[rt],rc=rson[rt],dim=dep%k,flag=0;
        if(a.x[dim]>=p[rt].x[dim]) swap(lc,rc);
        if(lc) query(lc,m,dep+1,a);
        if(que.size()<m) que.push(tmp),flag=1;
        else
        {
            if(tmp.first<que.top().first)que.pop(),que.push(tmp);
            if(sq(p[rt].x[dim]-a.x[dim])<que.top().first) flag=1;
        }
        if(rc&&flag) query(rc,m,dep+1,a);
    }
}KDT;
int main()
{
    while(~scanf("%d%d",&n,&k))
    {
        tol=0;
        for(int i=0;i<n;i++)
            for(int j=0;j<k;j++) scanf("%d",&P[i].x[j]);
        int root=KDT.build(0,n-1,0);
        int Q;scanf("%d",&Q);
        while(Q--)
        {
            node now;
            for(int i=0;i<k;i++) scanf("%d",&now.x[i]);
            scanf("%d",&m);
            KDT.query(root,m,0,now);
            node ans[12];int len=0;
            while(!que.empty())
            {
                ans[++len]=que.top().second;
                que.pop();
            }
            printf("the closest %d points are:\n",len);
            for(int i=m;i>=1;i--)
                for(int j=0;j<k;j++)
                    printf("%d%c",ans[i].x[j],j==k-1?'\n':' ');
        }
    }
    return 0;
}