GIS空间数据库(12)KD树索引(二叉树索引)

GIS空间数据库(12)KD树索引(二叉树索引)
KD树的每个内部结点都包含一个点,每个结点表示k维空间中的一个点,并且和一个矩形区域相对应,树的根结点和整个研究区域相对应。

      KD树定义

 

      KD树的每个内部结点都包含一个点,每个结点表示k维空间中的一个点,并且和一个矩形区域相对应,树的根结点和整个研究区域相对应。KD树要求用平行于坐标轴的纵横分界线将平面分为若干区域,使每个区域中的点数不超过给定值。树中奇数层次上的点的x坐标和偶数层次上的点的y坐标把矩形区域分成两部分。分界线仅起分界的作用,它的选取没有硬性的限制。一般选用通过某点的横向线或者纵向线。分界线上的点,对左右分界线来说属于右部,对上下分界线来说属于上部。 如图:

 

 

 

       KD树查找

 

       伪代码

 

Algorithm KD_Search(R,P)

/*在根结点为R的KD树(子树)中查找点P。找到则返回结点,否则返回NULL*/

Begin

  If R=NULL Then Return NULL;//Not Found

  If R. Point=P Then Return R;//Found;

Else

  Begin

    d:=Discriminator of R;

    If P[d] <R Point[d] Then /*比较P点与R结点的第D维的值*/

      KD_Search(R.Lchild,P)//在左子树继续查找

    Else

      KD_Search(R.Rchild,P)//在右子树继续查找

  End

End.


       KD树插入

 

       伪代码

 

Algorithm KD_Insert(R,P,F)

/*在根结点为R的KD树(子树)中插入点P,F为R的父结点*/

Begin

  If R=NULL Then

    Begin

      Create a Node P;

      If F=NULL Then //KD树为空

        Root:=P//P成为根结点

      Else

        If R Is the Left child of F Then

          F.Lchild:=P//P作为F的左孩子

        Else F.Rchild:=P//P作为F的右孩子

    End

    Else

      Begin

        d:=Discriminator of R;

        If P[d]R.Point[d] Then/*比较P点与R点的第D维的值*/

          KD_Insert(R.Lchild,P,R)//插入到左子树中

        Else

         KD_Insert(R.Rchild,P,R)// 插入到右子树中

     End;

End;

KD树删除

 

Algorithm KD_Delete(R,P)

/*在根结点为R的KD树(子树)中点P,删除成功返回True,否则返回False */

Begin

      Q:= KD_Search(R,P);//Q为要删除的对象

      LABEL;

      If Q=NULL Then Return False;//Not found

      If (Q.Lchild=NULL) And (Q.Rchild=NULL) Then

        Begin//第一种情况

          F:=Q is Father Node;

          If Q is the left Child of F then

            F.Lchild:=NULL

          Else F.Rchild:NULL;

            Delete Node Q;

          Return True;

       End

    Else

      Begin

         If (Q.Rchild=NULL) Then第三种情况转化为第二种情况处理

            Q.Rchild:=Q.Lchild;

         M:=FindMin(Q.Rchild);

      (Q)←(M);//将M结点的值赋给Q结点

        Q:=M;//让Q指向M结点

        GOTO LABEL;//继续删M结点

    End

end