geohash实现(c语言)

最新推荐文章于 2021-05-25 08:54:00 发布
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分类专栏： c 加密、解密 文章标签： geohash 位置
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GeoHash算法

首先，你要Baidu下，找到该算法核心原理，这里摘自网络文档，简单介绍下。

GeoHash算法是通过二分法，经过一定次数的无限逼近，将经纬度的二维坐标浮点值变成一个可排序、可比较的的字符串编码。

在编码中的每个字符代表一个区域，并且前面的字符是后面字符的父区域，即父子字符串有相同的前缀。其算法的过程如下：

地球纬度区间是[-90,90]， 如某纬度是39.92324，可以通过下面算法对39.92324进行逼近编码:

1）区间[-90,90]进行二分为[-90,0),[0,90]，称为左右区间，可以确定39.92324属于右区间[0,90]，给标记为1；

2）接着将区间[0,90]进行二分为 [0,45),[45,90]，可以确定39.92324属于左区间 [0,45)，给标记为0；

3）递归上述过程39.92324总是属于某个区间[a,b]。随着每次迭代区间[a,b]总在缩小，并越来越逼近39.928167；

4）如果给定的纬度（39.92324）属于左区间，则记录0，如果属于右区间则记录1，这样随着算法的进行会产生一个序列1011 1000 1100 01111001，序列的长度跟给定的区间划分次数有关。

纬度范围

划分区间0

划分区间1

39.92324所属区间

(-90, 90)

(-90, 0.0)

(0.0, 90)

1

(0.0, 90)

(0.0, 45.0)

(45.0, 90)

0

(0.0, 45.0)

(0.0, 22.5)

(22.5, 45.0)

1

(22.5, 45.0)

(22.5, 33.75)

(33.75, 45.0)

1

(33.75, 45.0)

(33.75, 39.375)

(39.375, 45.0)

1

(39.375, 45.0)

(39.375, 42.1875)

(42.1875, 45.0)

0

(39.375, 42.1875)

(39.375, 40.7812)

(40.7812, 42.1875)

0

(39.375, 40.7812)

(39.375, 40.0781)

(40.0781, 40.7812)

0

(39.375, 40.0781)

(39.375, 39.7265)

(39.7265, 40.0781)

1

(39.7265, 40.0781)

(39.7265, 39.9023)

(39.9023, 40.0781)

1

(39.9023, 40.0781)

(39.9023, 39.9902)

(39.9902, 40.0781)

0

(39.9023, 39.9902)

(39.9023, 39.9462)

(39.9462, 39.9902)

0

(39.9023, 39.9462)

(39.9023, 39.9243)

(39.9243, 39.9462)

0

(39.9023, 39.9243)

(39.9023, 39.9133)

(39.9133, 39.9243)

1

(39.9133, 39.9243)

(39.9133, 39.9188)

(39.9188, 39.9243)

1

(39.9188, 39.9243)

(39.9188, 39.9215)

(39.9215, 39.9243)

1

同理，地球经度区间是[-180,180]，对经度116.3906进行编码的过程也类似：

经度范围

划分区间0

划分区间1

116.3906所属区间

(-180, 180)

(-180, 0.0)

(0.0, 180)

1

(0.0, 180)

(0.0, 90.0)

(90.0, 180)

1

(90.0, 180)

(90.0, 135.0)

(135.0, 180)

0

(90.0, 135.0)

(90.0, 112.5)

(112.5, 135.0)

1

(112.5, 135.0)

(112.5, 123.75)

(123.75, 135.0)

0

(112.5, 123.75)

(112.5, 118.125)

(118.125, 123.75)

0

(112.5, 118.125)

(112.5, 115.312)

(115.312, 118.125)

1

(115.312, 118.125)

(115.312, 116.718)

(116.718, 118.125)

0

(115.312, 116.718)

(115.312, 116.015)

(116.015, 116.718)

1

(116.015, 116.718)

(116.015, 116.367)

(116.367, 116.718)

1

(116.367, 116.718)

(116.367, 116.542)

(116.542, 116.718)

0

(116.367, 116.542)

(116.367, 116.455)

(116.455, 116.542)

0

(116.367, 116.455)

(116.367, 116.411)

(116.411, 116.455)

0

(116.367, 116.411)

(116.367, 116.389)

(116.389, 116.411)

1

(116.389, 116.411)

(116.389, 116.400)

(116.400, 116.411)

0

(116.389, 116.400)

(116.389, 116.394)

(116.394, 116.400)

0

组码

通过上述计算，纬度产生的编码为1011 1000 1100 0111 1001，经度产生的编码为1101 00101100 0100 0100。奇数位放纬度，偶数位放经度，相互穿插，把2条串编码组合生成新串：1110011101001000111100000011010101100001。

最后使用用0-9、b-z（去掉a, i, l, o）这32个字母进行base32编码，不会base32的网上搜搜。首先将1110011101 00100 01111 00000 01101 01011 00001转成十进制 28，29，4，15，0，13，11，1，十进制对应的编码就是wx4g0ec1。同理，将编码转换成经纬度的解码算法与之相反，具体不再赘述。

十进制

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

base32

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

b

c

d

e

f

g

十进制

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

base32

h

j

k

m

n

p

q

r

s

t

u

v

w

x

y

z

由上可知，字符串越长，表示的范围越精确。当GeoHash base32编码长度为8时，精度在19米左右，而当编码长度为9时，精度在2米左右，编码长度需要根据数据情况进行选择。不过从GeoHash的编码算法中可以看出它的一个缺点，位于边界两侧的两点，虽然十分接近，但编码会完全不同。实际应用中，可以同时搜索该点所在区域的其他八个区域的点，即可解决这个问题。


以上原理部分是我从网路上摘录的，以下是我的c实现方法：

/**

 * C语言实现版本

 */

#include <stdio.h>

 

#define BASE32 "0123456789bcdefghjkmnpqrstuvwxyz"

// 把ASCII码表搬下来，去掉我们不用的字符，将解码要用的下标转换如下

static int UNBASE32[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,10,11,12,13,14,15,16,0,17,18,0,19,20,0,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31};

 

/**

 * @param latitude 纬度

 * @param longitude 经度

 * @param precision 字符编码结果的长度（精度）

 * @param geohash 编码结果

 */

void geohash_encode(double latitude,double longitude,int precision,char *geohash){

    char is_odd =0;// 是否奇数标志，1奇数 0偶数

    int i =0;// 编码计数

    double lats[2];// 纬度，lats[0]当前查找区间的左边界，最小值；lats[1]当前查找范围的右边界，最大值；

    double lons[2];// 经度，lons[0]当前查找区间的左边界，最小值；lons[1]当前查找范围的右边界，最大值；

    double mid;// 对当前查找区间向左或向右折半后，新的边界值。

    char bits[]= {0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};// 用二进制表示，依次为 {00010000,00001000,00000100,00000010,00000001}

    int bit =0;//bits的下标

    char tmp =0;//每计算满5位二进制位后，进行一次Base32编码，然后清零重复计算。这个值就是临时存储5位二进制中间值的。

   

    // 初始化，将查找区间设为最大。

    lats[0]= -90.0;

    lats[1]= 90.0;

    lons[0]= -180.0;

    lons[1]= 180.0;

    while (i< precision){

        if (is_odd){ // 奇数，处理纬度

            mid = (lats[0]+ lats[1])/ 2;

            if (latitude > mid){

                tmp |= bits[bit];

                lats[0]= mid;

            }

            else

                lats[1]= mid;

        } else{ // 偶数，处理经度

            mid = (lons[0]+ lons[1])/ 2;

            if (longitude > mid){ // 落在右侧

                tmp |= bits[bit];// 求“或”运算，实际是给第i位赋值“1”。

                lons[0]= mid;

            }

            else // 落在左侧，给第i位赋值“0”，由于初始化就是0，所以这里不用操作了。

                lons[1]= mid;

        }

        is_odd = !is_odd; //取反

        if (bit< 4)

            bit++;

        else { //满4bit，进行base32编码，然后对中间值清零

            geohash[i++]= BASE32[tmp];// 进行Base32编码

            bit = 0;

            tmp = 0;

        }

    }

    geohash[i]= 0;//最后一位置0，数组结束标志

}

 

// 二分查找

int find(char c){

    int start =0;

    int end =31;

    int mid =15;

    for(;;){

        // 二分查找

        mid = (start + end)/ 2;

        if(BASE32[mid]== c || start>= end){

            return mid;

        } elseif (c < BASE32[mid]){

            end = mid;// 左侧

        } else{

            start = mid;// 右侧

        }

    }

}

 

void geohash_decode(double*latitude,double *longitude,int *precision,const char *geohash){

    char is_even =1;

    char index =0;

    char tmp1 =0;

    int bit =0;

    double lats[2];

    double lons[2];

    double mid;

    char *p= geohash;

   

    *precision =0;

    lats[0]= -90.0;

    lats[1]= 90.0;

    lons[0]= -180.0;

    lons[1]= 180.0;

    while(0!= *p){

        bit = 0;

        //index = find(*p);

        index = UNBASE32[(*p- '0')];

        while(bit<5){

            tmp1 = (index >> (4-bit))& 0x01;// 将结果右移到最低位，和1求“与”后，取出值

            if(is_even){

                mid = (lons[0]+ lons[1])/ 2;

                if(tmp1)

                    lons[0]= mid;// 右区间

                else

                    lons[1]= mid;

            } else {

                mid = (lats[0]+ lats[1])/ 2;

                if(tmp1)

                    lats[0]= mid;

                else

                    lats[1]= mid;

            }

            is_even = !is_even;

            bit++;

        }

        //printf("%d %c [%f,%f %f,%f]\n", index, *p, lats[0], lats[1],lons[0], lons[1]);

        (*precision)++;

        p++;

    }

    *latitude =(lats[0]+ lats[1])/ 2;

    *longitude =(lons[0]+ lons[1])/ 2;

}

 

int main(){

    double latitude =39.909605;

    double longitude =116.397228;

    int precision =5;

    char geohash[20];

    geohash_encode(latitude, longitude, precision, geohash);

    printf("[%f,%f]编码结果:%s\n", latitude, longitude, geohash);

   

    latitude = 0;

    longitude = 0;

    precision = 0;

    geohash_decode(&latitude,&longitude,&precision, geohash);

    printf("%s解码结果:[%f,%f]%d\n", geohash, latitude, longitude, precision);

    return 0;

}

执行结果：

经度为5的时候

[39.909605,116.397228]编码结果:wx4g0

wx4g0 解码结果:[39.924316,116.389160] 5

经度为10的时候

[39.909605,116.397228]编码结果:wx4g09mf7c

wx4g09mf7c解码结果:[39.909604,116.397223] 10

经过对比，明显能看出精度为10的时候，解码的结果更接近原始经纬度值。


【022】GeoHash算法的c实现
Postgres 数据库内核开发工程师
07-14 695
char *GeoHash::geohash(double lng, double lat, char *buf, int bits) { uint64_t lngLatBits = 0; double lngMin = -180; double lngMax = 180; double latMin = -90; double latMax = 90;
Geohash 算法的純 C 實現 将所在地球位置经纬度编解码為一定格式字串 有志於開發外送派單工程師請享用~~
07-13
Geohash算法就是将经纬度编码，将二维变一维，给地址位置分区的一种算法 此檔案為C語言實現 函式庫使用介紹: 1)編碼 char* geohash_encode(double lat, double lng, int precision); 以所需精度獲取緯度和經度並返回正確的哈希值。如果精度 < 0 或精度 > 20，將使用默認值 6。 2)解碼 GeoCoord geohash_decode(char* hash); 生成一個分配的 GeoCoord 結構，其中包含從 geohash 解碼的緯度和經度。GeoCoord 還提供了 geohash 的邊界框（北、東、南、西）。 3)鄰居 char** geohash_neighbors(char* hash); 使用在 hash 處聲明的邊界框併計算 8 個相鄰框。下面顯示了一個示例。 ezefx ezs48 ezs49 ezefr ezs42 ezs43 ezefp ezs40 ezs41 返回的值是一個長度為 8 的 char* 數組。值的相鄰位置如下所示，每個框代表數組的索引。 7 0 1 6 * 2 5 4 3
c语言geohash算法,geohash实现(c语言)
weixin_33865942的博客
05-25 379
GeoHash算法首先，你要Baidu下，找到该算法核心原理，这里摘自网络文档，简单介绍下。GeoHash算法是通过二分法，经过一定次数的无限逼近，将经纬度的二维坐标浮点值变成一个可排序、可比较的的字符串编码。在编码中的每个字符代表一个区域，并且前面的字符是后面字符的父区域，即父子字符串有相同的前缀。其算法的过程如下：地球纬度区间是[-90,90]， 如某纬度是39.92324，可以通过下面算法对...
C++写geohash
deirlym2014的博客
11-04 402
http://www.cnblogs.com/LBSer/p/3310455.html http://www.sxrczx.com/pages/my.oschina.net/853294317/blog/296594.html http://community.apicloud.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=5300 受朋友委托写...
空间索引 - GeoHash算法及其实现优化
weixin_33735077的博客
05-16 299
前言 上篇博客中提到了空间索引的用途和多种数据库对空间索引的支持情况，那么在应用层以下，好学的小伙伴应该会考虑空间索引的实现原理了。 目前空间索引的实现有 R树和其变种GIST树、四叉树、网格索引等。 网格索引不再多提，使用普通的hash表存储地点和风格之间的映射来实现。今天要介绍的GeoHash算法实现的空间索引，虽然是以B树实现，但我认为它也借用网格索引的一部分思想。 G...
c语言geohash算法,Redis GeoHash 地理位置结构
weixin_30092051的博客
05-25 184
Redis在3.2版本悄悄的加入了一个地理位置的功能，哈哈，3.2版本推出已经好久了，一直没有机会尝试一下，今天专门敲数据使用了一番，新增了一共6个方法，看了看相关数据结构和特点，了解了大概的轮廓，今天就来记录一下。先简单说说GeoHash的原理吧定义GeoHash通过切分地图区域的方式将二维的经纬度转换成字符串，切分次数越多字符串越长，表示的范围越精确。字符串相似的表示距离相近，这样可以利用字符...
腾讯2017秋招笔试编程题--geohash编码
Never-guess的博客
07-20 1059
geohash编码：geohash常用于将二维的经纬度转换为字符串，分为两步：第一步是经纬度的二进制编码，第二步是base32转码。 此题考察纬度的二进制编码：算法对纬度[-90, 90]通过二分法进行无限逼近（取决于所需精度，本题精度为6）。注意，本题进行二分法逼近过程中只采用向下取整来进行二分，针对二分中间值属于右区间。算法举例如下： 针对纬度为80进行二进制编码过程： 1) 区间[-90,
GeoHash编解码示例（c++版本）
robinfoxnan的专栏
04-26 1147
GeoHash的原理讲的很多了， GeoHash 核心原理解析https://baijiahao.baidu.com/s?id=1684213349530757049&wfr=spider&for=pc 大多数实现都是用JAVA写的，今天给个c++版本
Geohash算法
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老码农的专栏
05-10 1万+
 1.算法背景  Geohash的初衷是如何用尽量短的URL来标志地图上的某个位置，而地图上的位置一般是用经纬度来表示，问题就转化为如何把经纬度转化为一个尽量短的URL。 Geohash的算法描述请参考:http://en.wikipedia.org/wiki/Geohash,本文的主要目的是更加细致地解释该算法的原理及实用场景。2.算法   算法的
C/OC_geohash
11-19
C的geo,OC可以通过调用C获取geohash值。
geohash-cpp:GeoHash 库
07-11
地理哈希 GeoHash 库
C#实现GeoHash类文件
01-13
C#实现GeoHash算法，将空间二维数据转化成一维字符串，下载之后请自行修改命名空间
geohash算法实现
02-01
Geohash算法实现，经纬度到geohash编码的实现
GeoHash C#实现 找出周围8个区域的GeoHash编码
12-29
相信找到这里的 ，geohash算法原理及实现方式应该也有所了解了。原代码了出自 邓星林博客 http://www.cnblogs.com/dengxinglin/archive/2012/12/14/2817761.html 自已找来，加上8个区的实现，加些注释和例子，测试已经ok。网上只有java版，这里让大家少起弯路
地理坐标 GEOHASH示例代码 geohash.zip
03-31
项目中使用的 GEOhash 算法, 在网上公开的GEOhash demo基础上, 做了升级, 功能: 1. 根据指定坐标生成 GEOhash对象 2. 根据当前坐标(GEOhash对象)获取周边8/9个GEOhash对象 3. [升级]根据当前坐标获取指定半径内的GEOhash对象 4. [升级]根据当前坐标获取指定半径内的GEOhash对象, GEOhash会自动适配等级 效果展示: https://note.youdao.com/yws/api/personal/file/B247614CA844407A9DDB375EEDF6925F?method=download&shareKey=28cbb37fffaec605ee3705d2dc475108
c语言geohash算法,离我最近之geohash算法（增加周边邻近编号）
weixin_39886024的博客
05-25 415
接着上一篇文章：查找附近网点geohash算法及实现 (Java版本) http://blog.youkuaiyun.com/sunrise_2013/article/details/42024813参考文档：http://www.slideshare.net/sandeepbhaskar2/geohash 介绍geohash原理及例子http://geohash.gofreerange.com/ 演示实例h...
Geohash
weixin_30724853的博客
02-15 120
举个例子来说明下Geohash的作用。 我们需要搜索当前200米范围内的所有餐馆啊什么的。那么我们怎么去定位所有餐馆的位置呢？ 最普通的方法就是，算出当前位置能找到的餐馆的距离，然后在筛选出 ≤ 200 的餐馆。这样也是可以的，但是问题在于 一个城市有茫茫多的餐馆，每次定位都需要计算一次然后筛选。这个开销太大了。简直可以说是爆炸。然后就可以想想别的 方法了。按照正常...
c语言geohash算法,redis 通过redis GEO数据模型完成C段距离相关测算
weixin_39827036的博客
05-25 262
一、redis版本需要3.2以上的版本二、redis geo相关命令geoadd时间复杂度为O(log(N))geoadd cityGeo 116.405285 39.904989 "北京"geoadd cityGeo 121.472644 31.231706 "上海"添加经纬度信息geopos时间复杂度为O(log(N))127.0.0.1:6379> geopos cityGeo 北京1...
geohash 实现
zmnqiangwei的专栏
09-29 360
package net.okdi.o2o.core.util; import java.util.BitSet; import java.util.HashMap; public class GeoHash { private static int numbits = 6 * 5; final static char[] digits = { '0',
C/OC语言中geohash值的获取与应用
根据提供的文件信息，我们可以深入了解和掌握C/OC_geohash的相关知识点，包括geohash的原理、C语言实现、Objective-C中的调用方法以及geohash的应用场景和局限性。这为我们开发需要地理编码功能的应用程序提供了坚实...
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