• 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。

    在这里插入图片描述

    #include 
    #include 
    
    // 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;
    }
    
    
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_43945471/article/details/132980886