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  • 【模板】很强的KD-Tree模板

    之所以说超强,是因为这个模板又短(我见过最短的kdtree)跑得又快(我用来写了某道题在vj上跑了第一)也易于修改(之前拿某个大板子来改,不仅不好改而且改了跑得贼慢)。无需初始化任何变量,直接build + query!

    其实还有优化空间,把取模操作都换成手动的会更快。

    HDU4347 - The Closeset M Points

     1 #include<queue>
     2 #include<cstdio>
     3 #include<cstring>
     4 #include<algorithm>
     5 using namespace std;
     6 const int N=55555,K=5;
     7 const int inf=0x3f3f3f3f;
     8 
     9 #define sqr(x) (x)*(x)
    10 int k,n,idx;   //k为维数,n为点数
    11 struct point
    12 {
    13     int x[K];
    14     bool operator < (const point &u) const
    15     {
    16      return x[idx]<u.x[idx];
    17     }
    18 }po[N];
    19 
    20 typedef pair<double,point>tp;
    21 priority_queue<tp>nq;
    22 
    23 struct kdTree
    24 {
    25     point pt[N<<2];
    26     int son[N<<2];
    27 
    28     void build(int l,int r,int rt=1,int dep=0)
    29     {
    30         if(l>r) return;
    31         son[rt]=r-l;
    32         son[rt*2]=son[rt*2+1]=-1;
    33         idx=dep%k;
    34         int mid=(l+r)/2;
    35         nth_element(po+l,po+mid,po+r+1);
    36         pt[rt]=po[mid];
    37         build(l,mid-1,rt*2,dep+1);
    38         build(mid+1,r,rt*2+1,dep+1);
    39     }
    40     void query(point p,int m,int rt=1,int dep=0)
    41     {
    42         if(son[rt]==-1) return;
    43         tp nd(0,pt[rt]);
    44         for(int i=0;i<k;i++) nd.first+=sqr(nd.second.x[i]-p.x[i]);
    45         int dim=dep%k,x=rt*2,y=rt*2+1,fg=0;
    46         if(p.x[dim]>=pt[rt].x[dim]) swap(x,y);
    47         if(~son[x]) query(p,m,x,dep+1);
    48         if(nq.size()<m) nq.push(nd),fg=1;
    49         else
    50         {
    51             if(nd.first<nq.top().first) nq.pop(),nq.push(nd);
    52             if(sqr(p.x[dim]-pt[rt].x[dim])<nq.top().first) fg=1;
    53         }
    54         if(~son[y]&&fg) query(p,m,y,dep+1);
    55     }
    56 }kd;
    57 void print(point &p)
    58 {
    59     for(int j=0;j<k;j++) printf("%d%c",p.x[j],j==k-1?'
    ':' ');
    60 }
    61 int main()
    62 {
    63     while(scanf("%d%d",&n,&k)!=EOF)
    64     {
    65         for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<k;j++) scanf("%d",&po[i].x[j]);
    66         kd.build(0,n-1);
    67         int t,m;
    68         for(scanf("%d",&t);t--;)
    69         {
    70              point ask;
    71              for(int j=0;j<k;j++) scanf("%d",&ask.x[j]);
    72              scanf("%d",&m); kd.query(ask,m);
    73              printf("the closest %d points are:
    ", m);
    74              point pt[20];
    75              for(int j=0;!nq.empty();j++) pt[j]=nq.top().second,nq.pop();
    76              for(int j=m-1;j>=0;j--) print(pt[j]);
    77         }
    78     }
    79     return 0;
    80 }
    View Code

    HDU4347 - The Closeset M Points

     1 #include<bits/stdc++.h>
     2 using namespace std;
     3 const int N=200555,K=2;
     4 const int inf=0x3f3f3f3f;
     5 
     6 typedef long long ll;
     7 #define sqr(x) ((x)*(x))
     8 int k=2,idx;   //k为维数,n为点数
     9 struct Point
    10 {
    11     int pr,id;
    12     ll x[K];
    13     bool operator < (const Point &u) const
    14     {
    15         return x[idx]<u.x[idx];
    16     }
    17 }po[N];
    18 
    19 typedef pair<ll,Point>tp;
    20 priority_queue<tp>nq;
    21 
    22 struct KDTree
    23 {
    24     Point pt[N<<2];
    25     int son[N<<2],mn[N<<2];
    26 
    27     void init(){
    28         memset(son,0,sizeof son);
    29         memset(mn,0,sizeof mn);
    30     }
    31     void build(int l,int r,int rt=1,int dep=0)
    32     {
    33         if(l>r) return;
    34         son[rt]=r-l;
    35         son[rt*2]=son[rt*2+1]=-1;
    36         idx=dep%k;
    37         int mid=(l+r)/2;
    38         nth_element(po+l,po+mid,po+r+1);
    39         pt[rt]=po[mid];
    40         mn[rt]=po[mid].pr;
    41         build(l,mid-1,rt*2,dep+1);
    42         build(mid+1,r,rt*2+1,dep+1);
    43         mn[rt]=min(mn[rt],min(mn[rt*2],mn[rt*2+1]));
    44     }
    45     void query(Point p,int m,int rt=1,int dep=0)
    46     {
    47         if(son[rt]==-1) return;
    48 //        printf("//
    ");
    49         tp nd(0,pt[rt]);
    50         for(int i=0;i<k;i++) nd.first+=sqr(nd.second.x[i]-p.x[i]);
    51         int dim=dep%k,x=rt*2,y=rt*2+1,fg=0;
    52         if(p.x[dim]>=pt[rt].x[dim]) swap(x,y);
    53 //        printf("//1
    ");
    54         if(nd.second.pr>p.pr) nd.first=1e18;
    55         if(~son[x] && mn[x]<=p.pr) query(p,m,x,dep+1);
    56         if(nq.size()<m) nq.push(nd),fg=1;
    57         else
    58         {
    59             if(nd.first<nq.top().first) nq.pop(),nq.push(nd);
    60             else if(nd.first==nq.top().first&&nd.second.id<nq.top().second.id) nq.pop(),nq.push(nd);
    61             if(sqr(p.x[dim]-pt[rt].x[dim])<=nq.top().first) fg=1;
    62         }
    63 //        printf("//2
    ");
    64         if(~son[y]&&fg && mn[y]<=p.pr) query(p,m,y,dep+1);
    65     }
    66 }kdt;
    67 
    68 int T,n,m,root;
    69 
    70 int main(){
    71 //    freopen("in.txt","r",stdin);
    72     cin >> T;
    73     while(T--){
    74         scanf("%d%d",&n,&m);
    75         for(int i = 1;i <= n;++i){
    76             scanf("%I64d%I64d%d",&po[i].x[0],&po[i].x[1],&po[i].pr);
    77             po[i].id = i;
    78         }
    79         kdt.build(1,n);
    80         while(m--){
    81             Point p;
    82             scanf("%I64d%I64d%d",&p.x[0],&p.x[1],&p.pr);
    83             kdt.query(p,1);
    84             if(nq.empty()){
    85                 printf("-1
    ");
    86                 continue;
    87             }
    88             printf("%I64d %I64d %d
    ",nq.top().second.x[0],nq.top().second.x[1],nq.top().second.pr);
    89             nq.pop();
    90         }
    91     }
    92 
    93     return 0;
    94 }
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