最小圆覆盖
数学名词
最小圆覆盖算法可以在线性时间复杂度内求出覆盖n个点的最小圆。
算法步骤
①首先现将所有点随机排列;
②按顺序把点一个一个的加入(一步一步的求前i个点的最小覆盖圆),每加入一个点就进入③;
③如果发现当前i号点在当前的最小圆的外面,那么说明点i一定在前i个点的最小覆盖圆边界上,我们转到④来进一步确定这个圆,否则前i个点的最小覆盖圆与前i-1个点的最小覆盖圆是一样的,则不需要更新,返回②
④此时已经确认点i一定在前i个点的最小覆盖圆的边界上了,那么我们可以把当前圆的圆心设为第i个点,半径为0,然后重新把前i-1个点加入这个圆中(类似上面的步骤,只不过这次我们提前确定了点i在圆上,目的是一步一步求出包含点i的前j个点的最小覆盖圆),每加入一个点就进入⑤;
⑤如果发现当前j号点在当前的最小圆的外面,那么说明点j也一定在前j个点(包括i)的最小覆盖圆边界上,我们转到⑥来再进一步确定这个圆,否则前j个点(包括i)的最小覆盖圆与前i-1个点(包括i)的最小覆盖圆是一样的,则不需要更新,返回④;
⑥此时已经确认点i,j一定在前j个点(包括i)的最小覆盖圆的边界上了,那么我们可以把当前圆的圆心设为第i个点与第j的点连线的中点,半径为到这两个点的距离(就是找一个覆盖这两个点的最小圆),然后重新把前j-1个点加入这个圆中(还是类似上面的步骤,只不过这次我们提前确定了两个点在圆上,目的是求出包含点i,j的前k个点的最小覆盖圆),每加入一个点就进入⑦;
⑦如果发现当前k号点在当前的最小圆的外面,那么说明点k也一定在前k个点(包括i,j)的最小覆盖圆边界上,我们不需要再进一步确定这个圆了(因为三个点能确定一个圆!),直接求出这三点共圆,否则前k个点(包括i,j)的最小覆盖圆与前k-1个点(包括i,j)的最小覆盖圆是一样的,则不需要更新。
复杂度
时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(N)
复杂度证明:空间复杂度显然,下面来证时间复杂度。
首先,因为我们已经将点打乱顺序,所以我们可以认为点是随机生成的,我们知道,当点完全随机时,第i个点在前i-1个点的最小覆盖圆外的几率是3/i。
最新修订时间:2023-12-23 22:27
目录
概述
算法步骤
参考资料