哈希函数为“查找包含P中最大点数的行”
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了哈希函数为“查找包含P中最大点数的行”相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
这是Elements of Programming Interviews
书中的段落:
设P是平面中的一组n个点。每个点都有整数坐标。设计一种有效的算法来计算包含P中最大点数的线。
在解决方案部分中说:
Every pair of distinct points defines a line. We can use a hash table
H to map lines to the set of points in P that lie on them.
这是Line
的哈希函数:
// Hash function for Line.
struct HashLine {
size_t operator()(const Line& l) const {
return hash <int >()(l.slope.first) ^ hash <int >()(l.slope.second) ^ hash <int >()(l.intercept.first) ^ hash <int >()(l.intercept.second);
}
这里是斜坡和拦截的声明:
pair <int, int> get_canonical_fractional(int a, int b) {
int gcd = GCD(abs(a), abs(b));
a /= gcd, b /= gcd;
return b < 0 ? make_pair(-a, -b) : make_pair(a, b);
}
// Line function of two points , a and b, and the equation is
// y = x(b.y - a.y) / (b.x - a.x) + (b.x * a.y - a.x * b.y) / (b.x - a.x).
struct Line {
Line(const Point& a, const Point& b)
: slope(a.x != b.x ? get_canonical_fractional(b.y - a.y, b.x - a.x) : make_pair(1, 0))
, intercept(a.x != b.x ? get_canonical_fractional(b.x * a.y - a.x * b.y, b.x - a.x) : make_pair(a.x, 1))
{}
...
// Store the numerator and denominator pair of slope unless the line is
// parallel to y-axis that we store 1/0.
pair <int, int> slope;
// Store the numerator and denominator pair of the y-intercept unless
// the line is parallel to y-axis that we store the x-intercept.
pair <int, int> intercept;
};
但是我们怎么知道如果斜率和截距对是唯一的,那么它们的xor仍然是唯一的?
答案
我们可以尝试以下简单的算法:
- 使用键创建哈希映射作为线的
(slope, intercept)
对,并将值作为具有相同斜率截距的线的数量。 - 对于所有点对(
O(n^2)
对)计算(slope, intercept)
值并增加hashmap中的相应键(在最坏的情况下,它将消耗O(n^2)
内存,但如果有许多共线点,则平均空间复杂度应该低) 。 - 输出该行,即在散列映射中具有最高计数的
(slope, intercept)
(为此,您需要遍历hasmap,在最坏的情况下将包含O(n^2)
条目)。
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