数据结构——八叉树

八叉树(Octree)是一种用于表示和管理三维空间的树状数据结构。它将三维空间递归地分割成八个八分体(octant),每个八分体可以继续分割,以实现对三维空间的更精细的划分。八叉树通常用于解决空间搜索和查询问题,例如三维物体碰撞检测、体素化(Voxelization)、地理信息系统等领域。

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>

// 定义三维点的结构体
struct Point3D {
    float x;
    float y;
    float z;
    Point3D(float _x, float _y, float _z) : x(_x), y(_y), z(_z) {}
};

// 定义八叉树节点
struct OctreeNode {
    Point3D center;
    float size;
    OctreeNode* children[8];

    OctreeNode(Point3D _center, float _size) : center(_center), size(_size) {
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            children[i] = nullptr;
        }
    }
};

class Octree {
private:
    OctreeNode* root;
    float rootSize;

    // 在指定深度下递归插入节点
    OctreeNode* insert(OctreeNode* node, Point3D point, float size) {
        if (node == nullptr) {
            return new OctreeNode(point, size);
        }

        // 确定点位于八分体的哪个子节点
        int index = 0;
        if (point.x >= node->center.x) index |= 1;
        if (point.y >= node->center.y) index |= 2;
        if (point.z >= node->center.z) index |= 4;

        // 递归插入到相应的子节点
        float newSize = node->size / 2.0f;
        node->children[index] = insert(node->children[index], point, newSize);

        return node;
    }

    // 在指定深度下递归搜索节点
    bool search(OctreeNode* node, Point3D point, float size) {
        if (node == nullptr) {
            return false;
        }

        if (node->center.x == point.x && node->center.y == point.y && node->center.z == point.z) {
            return true;
        }

        // 确定点位于八分体的哪个子节点
        int index = 0;
        if (point.x >= node->center.x) index |= 1;
        if (point.y >= node->center.y) index |= 2;
        if (point.z >= node->center.z) index |= 4;

        // 递归搜索相应的子节点
        float newSize = node->size / 2.0f;
        return search(node->children[index], point, newSize);
    }

public:
    Octree(float size) : root(nullptr), rootSize(size) {}

    // 插入一个点
    void insert(Point3D point) {
        root = insert(root, point, rootSize);
    }

    // 搜索一个点是否存在
    bool search(Point3D point) {
        return search(root, point, rootSize);
    }
};

int main() {
    Octree octree(100.0f); // 创建八叉树,定义根节点的大小

    Point3D point1(10.0f, 20.0f, 30.0f);
    Point3D point2(80.0f, 90.0f, 110.0f);

    octree.insert(point1); // 插入点1
    octree.insert(point2); // 插入点2

    Point3D searchPoint(80.0f, 90.0f, 110.0f);
    bool found = octree.search(searchPoint); // 搜索点2
    if (found) {
        std::cout << "Point found in the octree." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Point not found in the octree." << std::endl;
    }

    return 0;
}
相关推荐
鳄鱼皮坡36 分钟前
仿muduo库One Thread One Loop式主从Reactor模型实现高并发服务器
运维·服务器
丶意冷1 小时前
mybatisPlus分页方言设置错误问题 mybatisPlus对于Oceanbase的Oracle租户分页识别错误
java·数据库·oracle·oceanbase
小Mie不吃饭1 小时前
FastAPI 小白教程:从入门级到实战(源码教程)
运维·服务器
SuperW2 小时前
数据结构——队列
数据结构
??tobenewyorker2 小时前
力扣打卡第二十一天 中后遍历+中前遍历 构造二叉树
数据结构·c++·算法·leetcode
蓝澈11212 小时前
迪杰斯特拉算法之解决单源最短路径问题
java·数据结构
爱奥尼欧2 小时前
【Linux 系统】基础IO——Linux中对文件的理解
linux·服务器·microsoft
时序数据说3 小时前
为什么时序数据库IoTDB选择Java作为开发语言
java·大数据·开发语言·数据库·物联网·时序数据库·iotdb
戒不掉的伤怀3 小时前
【Navicat 连接MySQL时出现错误1251:客户端不支持服务器请求的身份验证协议;请考虑升级MySQL客户端】
服务器·数据库·mysql
超喜欢下雨天3 小时前
服务器安装 ros2时遇到底层库依赖冲突的问题
linux·运维·服务器·ros2