GeoHash

　　查找是我们经常会碰到的问题，以前我做过一个这样的算法，在有序的数列（80万条左右），这批数据是根据维度由小到大排序的，寻找已知数据的位置，并且所相应的运算，由于这个算法要在嵌入式系统中做，如果一次在内存中载入80万条数据是不明智的。而且这个计算过程是每秒都要做一次，如果不在内存中载入数据时效性上又无法满足，那么只能根据已知数据在整个数列中的位置，然后将这个位置附近的数据载入内存。这个算法与在百度地图上查找最近的饭店基本是一个意思。我们需要对查找的数据库做处理，一维数据要变成二维数据，这是我自己的想法，将80万条数据放在一个个的方框里。然后确定每一个方框边界的经度值与维度值，如下图所示，然后将这些边界值根据经度与维度分别做两张索引表，当然这个表也是有序的，然后根据自己当前的经纬度坐标值(lat,lon)分别用二分法查找自己在表里的位置，得出自己坐标点所在方框的坐标。然后将方框里的数据全部读入内存。当然里面还有边界问题，实际上需要将自己所在方框的周围8个方框都读入内存。如下图所示：

这个其实就是哈希散列的思想。这个方法是可行的，而且已经实现，不过有一个问题是，如何将这80万比数据变成一个一个方框的数据结构按照线性保存起来。这个存储结构应该是这样的：

这是一个示意图，估算一下大概的计算量，如果要将80万笔数据分别根据经度维度一个一个对比放入框框中，这个时间复杂度是无法接受的。同样这也要设计一个哈希函数来完成这个工作，下面说重点：

所谓的GeoHash算法。

我们已知经纬度（22.527051,113.918646）先用逼近算法对其进行编码，具体做法如下：

以经度为例，value =113.918646，大于中间值为1，小于中间值为0。这个区间如何得来的呢？要知道经度的范围是[180,-180]，那么中间值就是0，判断是在[180,0]还是[0,-180]如果在[180,0]就是1，然后缩小区间，在[180,0]这个区间

与中间值90比较，以此类推。最后得到编码值是：11010 00100，一共10位，为什么是10位与后面混合编码转换成base32编码有关。

同理得到维度22.527051的编码值是：10100 00000，最后要将纬度编码与经度编码混合，偶数放经度，奇数放纬度，这个可能不好理解我做一张图：

合成之后在转换成Base32编码，Base32编码是0-9、b-z（去掉a, i, l, o），这种编码方式是32以内的十进制，正好是5位二进制数，所以之前经纬度编码选择的是10位，因此正好可以换成2个字符。如下表：

最后可得出对应的值：ws10。

这个GeoHash算法网上有很多，我参考的是这个：http://www.cnblogs.com/LBSer/p/3310455.html

至于为什么这样编码里面有解释自己理解吧。我用c写了一下实现，不具有普遍性。

void GeoHash(double lat,double lon,int flag,char* hashCode)
{
    double left,right,middle,value;
    int ret_lat,ret_lon,temp,temp1;
    int mixLatLon=0;
    right = 180;
    left = -180;
    ret_lat = ret_lon = 0;
    temp = flag;
    value = lon;
    while(flag){
        middle = (float)((right+left)/2);
        if(value>middle){
            ret_lon |= (1<<(flag-1));
            left = middle;
        }else if(value < middle){
            ret_lon |= (0<<(flag-1));
            right = middle;
        }else{
            ret_lon |= (1<<(flag-1));
            left = middle;
        }
        flag--;
    }
    flag = temp;
    right = 90;
    left = -90;
    value = lat;
    printf("value:%f
",value);
    while(flag){
        middle = (float)((right+left)/2);
        if(value>middle){
            ret_lat |= (1<<(flag-1));
            left = middle;
        }else if(value < middle){
            ret_lat |= (0<<(flag-1));
            right = middle;
        }else{
            ret_lat |= (1<<(flag-1));
            left = middle;
        }
        flag--;
    }
    flag = temp;
    flag = flag*2;
    temp1 = temp;
    while(temp1){
        if(ret_lon & (1<<(temp1-1))){
            mixLatLon |= (1<<(flag-1));
        }else{
            mixLatLon |= (0<<(flag-1));
        }
        flag--;
        if(ret_lat & (1<<(temp1-1))){
            mixLatLon |= (1<<(flag-1));
        }else{
            mixLatLon |= (0<<(flag-1));
        }
        temp1--;
        flag--;
    }
    flag = 4;
    while(flag){    
        hashCode[flag-1] = ToBase32(mixLatLon&0x1F);
        mixLatLon >>= 5;
        flag--;
    }
}

char ToBase32(int dec)
{
    char ret;
    switch(dec){
        case 0:ret='0';break;
        case 1:ret='1';break;
        case 2:ret='2';break;
        case 3:ret='3';break;
        case 4:ret='4';break;
        case 5:ret='5';break;
        case 6:ret='6';break;
        case 7:ret='7';break;
        case 8:ret='8';break;
        case 9:ret='9';break;
        case 10:ret='b';break;
        case 11:ret='c';break;
        case 12:ret='d';break;
        case 13:ret='e';break;
        case 14:ret='f';break;
        case 15:ret='g';break;
        case 16:ret='h';break;
        case 17:ret='j';break;
        case 18:ret='k';break;
        case 19:ret='m';break;
        case 20:ret='n';break;
        case 21:ret='p';break;
        case 22:ret='q';break;
        case 23:ret='r';break;
        case 24:ret='s';break;
        case 25:ret='t';break;
        case 26:ret='u';break;
        case 27:ret='v';break;
        case 28:ret='w';break;
        case 29:ret='x';break;
        case 30:ret='y';break;
        case 31:ret='z';break;
        default:ret='a';
    }
    return ret;
}

调用代码：

int main(int argc, char *argv[]) {
   char hashCode[4];
    GeoHash(22.527051,113.918646,10,hashCode);
    printf("hashCode:%s",hashCode);
    printf("
");
    system("pause");
    return 0;
}

结果是：ws10

这里碰到一个问题，在c中，如果想要函数返回一个字符串有哪些做法呢：

1.使用堆空间，返回申请的堆地址，注意释放

2.函数参数传递指针，返回该指针

3.返回函数内定义的静态变量（共享）

4.返回全局变量

另外注意一点，在c中，浮点数运算要注意，如果定义的是float，如果超过范围会自动变成double。例如如果我定义函数是void GeoHash(float lat,float lon,int flag,char* hashCode);

而在调用的时候传入的实参超出范围这个时候会变成double，而在函数体中保存实参的变量lat与lon定义的是float,这个时候就会出现double 强制转换成float，因引起精度损失出错。