POJ3714 raid 平面上距离最小的点对

算法思路:

    采取分治的策略,根据所有点的横坐标将点集分为左右两个部分,原问题的解被拆分成了三个部分:左边最小的距离、右边最小的距离和跨过中轴线的最小距离。左右两边的最小距离可以简单地通过递归的方法来完成,最为关键和巧妙的方法在于如何处理跨过中轴线的两点之间的距离。

    

    在计算跨过中轴线的两点之间距离的时候,我们已经得到了中轴线两侧的最短距离δ和γ,假设δ是更小的,那么我们只需要检查跨过中轴线的点之间是否有距离大于δ的点对即可。以左边的点为基准,只需要考虑左边距离中轴线x方向距离小于δ的点(否则两点间的距离一定比δ大),同理右边的话只需要考虑途中矩形中的点。再进一步划分为6个小矩形,每个的对角线的长度为5δ/6,是比δ小的,所以每个小矩阵中的点最多只有一个,那么对于每个满足要求的左边的点,只需要考虑右边常数个(6个)点。

算法分析:

    时间复杂度的递推式可以写成:T(n)=2T(n/2)+O(n),O(n)是用来处理跨过中轴线的点之间的距离的。最终可以得到,T(n)=O(logn)

代码实现:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<iomanip>
using namespace std;
#define inf (double)(~((long long)(1)<<63))
struct point {
	bool bel;
	long int x, y;
}; point p[200005];
bool cmp(const point &a, const point &b)
{
	if (a.x < b.x) return true;
	if (a.x > b.x) return false;
	if (a.y < b.y) return true;
	return false;
}
double dis(int i1, int i2)
{
	if (p[i1].bel == p[i2].bel) return inf;
	return sqrt((pow(double(p[i1].x - p[i2].x), 2) + pow((double)(p[i1].y - p[i2].y), 2)));
}
double divide_merge(int beg, int end)
{
	if (beg + 1 >= end) return inf;
	if (beg == end - 2) return dis(beg, beg + 1);
	int mid = (beg + end) / 2;
	double a = divide_merge(beg, mid), b = divide_merge(mid, end);
	double MIN = min(a, b);
	for (int i = mid - 1; p[i].x + MIN > p[mid].x&&i >= beg; --i)
	{
		for (int j = mid; p[j].x - MIN < p[mid].x && j < end; ++j)
		{
			if (p[i].bel == p[j].bel || abs(p[i].y - p[j].y) >= MIN) continue;
			MIN = min(dis(i, j), MIN);
		}
	}
	return MIN;
}
int main()
{
	int cas;
	cin >> cas;
	while (cas--) {
		int num;
		cin >> num;
		for (int i = 0; i < num; ++i)
		{
			scanf("%ld%ld", &p[i].x, &p[i].y);
			p[i].bel = true;
		}
		for (int i = num; i < 2 * num; ++i)
		{
			scanf("%ld%ld", &p[i].x, &p[i].y);
			p[i].bel = false;
		}
		sort(p, p + 2 * num, cmp);
		double min_dis = divide_merge(0, 2 * num);
		cout << fixed << setprecision(3) << min_dis << endl;
	}
	return 0;
}

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