平面最近点对
暴力的话,时间复杂度是 O ( n 2 ) O(n^2) O(n2)
所以我们考虑分治
首先按 x x x排序
接着以中间,分成两个区域
分别计算最近点对
然后取两者较小的值 d d d
接着考虑一个在左边一个字右边的点对
A A A点的最近点对,只会在右边这个 d × 2 d d \times 2d d×2d的矩形区域里
因为向上 d d d,向下 d d d,向右 d d d
(当然你要说只会在以 A A A为圆心, d d d为半径的圆里也可以,只是矩形好算)
接着证明这个矩形里,最多只有6个点
把这个矩形分成如下的6个小矩形
假设超过了6个点,根据抽屉原理,必然有一个小矩形有2个点
但是每个小矩形的对角线的距离
( d 2 ) 2 + ( 2 d 3 ) 2 = 5 d 6 < d \sqrt{(\frac{d}{2})^2 + (\frac{2d}{3})^2} =\frac{5d}{6}<d (2d)2+(32d)2
=65d<d
与右边区域的最近点对距离为 d d d矛盾
所以只有6个点
那么时间复杂度为
排序 O ( n log 2 n ) O(n\log_2 n) O(nlog2n)
分治 T ( n ) = 2 T ( n 2 ) + 6 n = 2 T ( n 2 ) + O ( n ) T(n)=2T(\frac{n}{2})+6n=2T(\frac{n}{2})+O(n) T(n)=2T(2n)+6n=2T(2n)+O(n)
由主定理 T ( n ) = O ( n log 2 n ) T(n)=O(n\log_2 n) T(n)=O(nlog2n)
所以总的复杂度是 O ( n log 2 n ) O(n\log_2 n) O(nlog2n)
OJ
洛谷P1257 ,P1429
做法其实大致和上面将的差不多
只是找一个点在左边一个点在右边的点对的时候,
是直接将 m i d mid mid为中心左边 d d d,右边 d d d的点找出来,排个序,然后比。
总的时间复杂度其实差不多
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef pair<double,double> P;
const int N=200005;
P p[N];//坐标
int n,temp[N];
bool cmpX(const P& a,const P& b){
return a.first<b.first;
}
bool cmpY(int a,int b){
if(p[a].second!=p[b].second)return p[a].second<p[b].second;
return p[a].first<p[b].first;
}
double get_distance(const P& a,const P& b){
return sqrt((a.first-b.first)*(a.first-b.first)+(a.second-b.second)*(a.second-b.second));
}
double solve(int left,int right){
double d=2e9;
if(left==right)return d;
else if(left+1==right)return get_distance(p[left],p[right]);
int mid=(left+right)>>1;
d=min(solve(left,mid),solve(mid+1,right));
int t=0;
//找以mid为中心左右距离d的
for(int i=left;i<=right;++i){
//注意这里temp是复制下标,而不是坐标,复制坐标容易T(因为我就T了
if(fabs(p[i].first-p[mid].first)<d)
temp[t++]=i;
}
sort(temp,temp+t,cmpY);
for(int i=0;i<t-1;++i){
for(int j=i+1;j<t&&p[temp[j]].second-p[temp[i]].second<d;++j){
d=min(d, get_distance(p[temp[i]],p[temp[j]]));
}
}
return d;
}
int main(){
scanf("%d",&n);
for(int i=0;i<n;++i){
double x,y;
scanf("%lf%lf",&x,&y);
p[i]=make_pair(x,y);
}
sort(p,p+n,cmpX);
printf("%.4lf\n",solve(0,n-1));
return 0;
}