KDTree 项目使用教程

KDTree 项目使用教程

KDTree Swift implementation of a k-dimensional binary space partitioning tree. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/kdtree2/KDTree

1. 项目介绍

KDTree 是一个用 Swift 实现的 k 维二叉空间分割树的库。它是一个不可变的枚举类型，灵感来自于 objc.io 的功能性树。KDTree 算法基于 Wikipedia 和 ubilabs 的 JavaScript 示例。通过 KDTree，用户可以高效地进行 k 近邻搜索、范围搜索等操作。

2. 项目快速启动

安装

在 Xcode 中，打开 File -> Swift Packages -> Add Package Dependency，然后将项目 URL 复制到文本框中：

https://github.com/Bersaelor/KDTree

或者在 Package.swift 文件中添加以下依赖：

dependencies: [
    .package(url: "https://github.com/Bersaelor/KDTree", from: "1.4.0")
]

使用示例

首先，确保你的数据类型符合 KDTreePoint 协议：

import KDTree

struct CustomDataPoint: KDTreePoint {
    static var dimensions: Int { return 2 }
    func kdDimension(_ dimension: Int) -> Double {
        // 返回对应维度的值
    }
    func squaredDistance(to otherPoint: CustomDataPoint) -> Double {
        // 计算与另一个点的平方距离
    }
}

然后，你可以创建并使用 KDTree：

let dataValues: [CustomDataPoint] = [...]
var tree: KDTree<CustomDataPoint> = KDTree(values: dataValues)

// 插入新点
tree.insert(newPoint)

// 查找最近邻
let nearestPoint = tree.nearest(to: testPoint)

// 查找 k 个最近邻
let nearestKPoints = tree.nearestK(10, to: testPoint)

3. 应用案例和最佳实践

K-Nearest Neighbour

KDTree 可以用于高效的 k 近邻搜索。例如，给定一个 KDTree：

var tree: KDTree<CGPoint> = KDTree(values: points)

你可以查找最近的邻居：

let nearest: CGPoint = tree.nearest(to: point)

或者查找 10 个最近的邻居：

let nearestPoints: [CGPoint] = tree.nearestK(10, to: point)

范围搜索

KDTree 还可以用于范围搜索。例如，查找某个范围内的点：

let pointsInRange: [CGPoint] = tree.elementsInRange([(0.2, 0.4), (0.45, 0.75)])

星图应用

一个典型的应用是基于 HYG 数据库的星图应用。通过 KDTree，可以高效地查找用户指向的屏幕区域内的星星，或者用户点击位置附近的星星。

4. 典型生态项目

StarsOnKitura

StarsOnKitura 是一个使用 KDTree 的示例项目，它返回 HYG 数据库中 120,000 颗星星的数据。该项目展示了如何在服务器端 Swift 应用中使用 KDTree。

KDTreePlayground

KDTreePlayground 是一个 iOS 示例应用，展示了 KDTree 在 iOS 平台上的使用。它包含了 k 近邻搜索和范围搜索的演示。

通过这些生态项目，用户可以更好地理解和应用 KDTree 库。

KDTree Swift implementation of a k-dimensional binary space partitioning tree. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/kdtree2/KDTree