MatlabCode

本站所有资源均为高质量资源,各种姿势下载。

您现在的位置是:MatlabCode > 教程资料 > matlab教程 > matlab代码实现k-dtree

matlab代码实现k-dtree

以下是一个简单的Matlab实现k-d树的示例代码:

classdef KDTree
    properties
        root
    end
    
    methods
        % 构造函数
        function obj = KDTree(points)
            obj.root = obj.build(points, 1);
        end
        
        % 构建k-d树
        function node = build(obj, points, depth)
            if isempty(points)
                node = [];
            else
                k = size(points, 2); % 数据的维度
                axis = mod(depth, k) + 1; % 当前节点的划分轴
                
                % 根据当前划分轴的值对数据进行排序
                [~, idx] = sort(points(:, axis));
                sorted_points = points(idx, :);
                
                % 选择划分节点
                median_idx = floor(size(sorted_points, 1) / 2);
                median_point = sorted_points(median_idx, :);
                
                % 递归构建左右子树
                node = struct('point', median_point, 'left', [], 'right', []);
                node.left = obj.build(sorted_points(1:median_idx-1, :), depth + 1);
                node.right = obj.build(sorted_points(median_idx+1:end, :), depth + 1);
            end
        end
        
        % 搜索k-d树
        function result = search(obj, target, k)
            result = obj.searchNode(obj.root, target, 1, k);
        end
        
        % 递归搜索节点
        function result = searchNode(obj, node, target, depth, k)
            if isempty(node)
                result = [];
            else
                axis = mod(depth, k) + 1; % 当前节点的划分轴
                
                % 根据当前划分轴的值比较目标点和当前节点的值
                if target(axis) < node.point(axis)
                    next_node = node.left;
                    opposite_node = node.right;
                else
                    next_node = node.right;
                    opposite_node = node.left;
                end
                
                % 递归搜索下一个节点
                result = obj.searchNode(next_node, target, depth + 1, k);
                
                % 判断当前节点是否更近
                if isempty(result) || norm(target - result.point) > abs(target(axis) - node.point(axis))
                    % 检查当前节点
                    current_result = node;
                    current_result.distance = norm(target - node.point);
                    
                    % 检查当前节点的另一侧子树
                    opposite_result = obj.searchNode(opposite_node, target, depth + 1, k);
                    if ~isempty(opposite_result) && (isempty(result) || opposite_result.distance < current_result.distance)
                        current_result = opposite_result;
                    end
                    
                    result = current_result;
                end
            end
        end
    end
end

使用示例:

% 生成一些随机数据点
points = rand(100, 2);

% 构建k-d树
tree = KDTree(points);

% 搜索最近的点
target = [0.5, 0.5];
result = tree.search(target, 2);

% 输出结果
disp('最近的点:');
disp(result.point);
disp('距离:');
disp(result.distance);

这是一个简单的k-d树实现,可以用于搜索最近的数据点。你可以根据实际需要对代码进行扩展和优化。