平面最近点对

记录一下奇妙题目的奇妙做法。

题意:给定二维平面上n个点的坐标,求最近点对距离,n<=2e5。

解法:

  1. 分治:

    按x排序,取x中位数xm,以直线x=xm为分界线将所求问题分成两部分,分治求解两侧得到它们的ans。

    对于两侧所有离xm距离小于ans的点,分别按照y排序,然后一个左侧点在找另一个右侧点时只需考虑\(\Delta_y \le ans\)的即可。

    为了防止分界线上点过多,可以提前做个随机旋转。

    时间复杂度O(nlogn)。

  2. kdt:

    不会,貌似是kdt板子操作。

    虽然做这个大材小用但是kdt本身功能还是很强大的(啥时候学一下)。

  3. 随机贪心:

    运用人类智慧,随机旋转过后最近点对的\(\Delta_x\)应该不会很大,按照x排序后只考虑前后5个。

    多旋几次求出解的概率还是很大的。

  4. k维分块:

    来自vuq的奇妙思路,本来是在讨论3维最近点对的,但显然适用于k维。

    考虑依次加入每个点后更新答案,显然我们只想去考虑离它很近的点,于是用以ans为半径的正方形将整个平面切成若干小块,这样我们只考虑它周围9个小块即可。

    如果加入某个点后ans被更新了,就O(n)重构。

    至于存储,显然不能存所有块,设计一个奇奇怪怪的\(hash(\frac{x_i}{ans},\frac{y_i}{ans})\)用hash_table存储即可。

    重构次数可能被卡到平方,不过我们对加入点对的顺序做个random_shuffle即可,那么加入第i个点时重构的概率约为\(\frac{i}{i^2}=\frac{1}{i}\),于是重构期望就变成了调和级数,即O(logn)。

然后以上做法都可以扩展到k维。

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