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title: Closest-pair problem
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id: 5951a53863c8a34f02bf1bdc
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localeTitle: 5951a53863c8a34f02bf1bdc
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challengeType: 5
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## Description
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<section id='description'>
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Tarea:
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<p> Proporcione una función para encontrar los dos puntos más cercanos entre un conjunto de puntos dados en dos dimensiones, es decir, para resolver el problema del <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Closest pair of points problem" title="wp: problema de par de puntos más cercano">par de puntos más cercano</a> en el caso plano. </p><p> La solución directa es un algoritmo O (n <sup>2</sup> ) (que podemos llamar algoritmo de fuerza bruta); El pseudocódigo (utilizando índices) podría ser simplemente: </p>
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<pre>
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bruteForceClosestPair de P (1), P (2), ... P (N)
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si N <2 entonces
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retorno ∞
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otro
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minDistance ← | P (1) - P (2) |
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minPuntos ← {P (1), P (2)}
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foreach i ∈ [1, N-1]
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foreach j ∈ [i + 1, N]
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si | P (i) - P (j) | <minDistance luego
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minDistance ← | P (i) - P (j) |
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minPuntos ← {P (i), P (j)}
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endif
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endfor
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endfor
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return minDistance, minPoints
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endif
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</pre>
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<p> Un mejor algoritmo se basa en el enfoque recursivo de divide y vencerás, como se explica también en <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Closest pair of points problem#Planar_case" title="wp: problema de par de puntos más cercano # Planar_case">el problema del par de puntos más cercanos de Wikipedia</a> , que es O (n log n); Un pseudocódigo podría ser: </p>
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<pre>
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par más cercano de (xP, yP)
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donde xP es P (1) .. P (N) ordenada por la coordenada x, y
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yP es P (1) .. P (N) ordenada por la coordenada y (orden ascendente)
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si N ≤ 3 entonces
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devuelve los puntos más cercanos de xP utilizando el algoritmo de fuerza bruta
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más
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xL ← puntos de xP de 1 a ⌈N / 2⌉
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xR ← puntos de xP de ⌈N / 2⌉ + 1 a N
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xm ← xP (⌈N / 2⌉) <sub>x</sub>
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yL ← {p ∈ yP: p <sub>x</sub> ≤ xm}
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yR ← {p ∈ yP: p <sub>x</sub> > xm}
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(dL, pairL) ← closestPar de (xL, yL)
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(dR, pairR) ← par más cercano de (xR, yR)
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(dmin, pairMin) ← (dR, pairR)
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si dL <dR luego
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(dmin, pairMin) ← (dL, pairL)
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endif
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yS ← { p ∈ yP: | xm - p <sub>x</sub> | <dmin}
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nS ← número de puntos en yS
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(la par más cercana, más cercana) ← (dmin, pairMin)
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para i de 1 a nS - 1
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k ← i + 1
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mientras k ≤ nS e yS (k) <sub>y</sub> - yS (i) <sub>y</sub> <dmin
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si | yS (k) - yS (i) | <más cercano entonces
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(más cercano, más cercano) ← (| yS (k) - yS (i) |, {yS (k), yS (i)})
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endif
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k ← k + 1
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endwhile
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endfor
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return más cercano más cercano par
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endif
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</pre>
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Referencias y otras lecturas:
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<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Closest pair of points problem" title="wp: problema de par de puntos más cercano">Par de puntos</a> <a href="http://www.cs.mcgill.ca/~cs251/ClosestPair/ClosestPairDQ.html" title="enlace: http://www.cs.mcgill.ca/~cs251/ClosestPair/ClosestPairDQ.html">más cercanos</a> <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Closest pair of points problem" title="wp: problema de par de puntos más cercano">problema</a>
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|
<a href="http://www.cs.mcgill.ca/~cs251/ClosestPair/ClosestPairDQ.html" title="enlace: http://www.cs.mcgill.ca/~cs251/ClosestPair/ClosestPairDQ.html">Par más cercano (McGill)</a>
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|
<a href="http://www.cs.ucsb.edu/~suri/cs235/ClosestPair.pdf" title="enlace: http://www.cs.ucsb.edu/~suri/cs235/ClosestPair.pdf">Par más cercano (UCSB)</a>
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|
<a href="http://classes.cec.wustl.edu/~cse241/handouts/closestpair.pdf" title="enlace: http://classes.cec.wustl.edu/~cse241/handouts/closestpair.pdf">Par más cercano (WUStL)</a>
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<a href="http://www.cs.iupui.edu/~xkzou/teaching/CS580/Divide-and-conquer-closestPair.ppt" title="enlace: http://www.cs.iupui.edu/~xkzou/teaching/CS580/Divide-and-conquer-closestPair.ppt">Par más cercano (IUPUI)</a>
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<p> Para la entrada, espere que el argumento sea una matriz de objetos (puntos) con los miembros <code>x</code> e <code>y</code> establecidos en números. Para la salida, devuelva un objeto que contenga los pares clave: valor para la <code>distance</code> y el <code>pair</code> (es decir, el par de dos puntos más cercanos). </p>
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</section>
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## Instructions
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<section id='instructions'>
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</section>
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## Tests
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<section id='tests'>
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```yml
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tests:
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- text: <code>getClosestPair</code> es una función.
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testString: 'assert(typeof getClosestPair === "function", "<code>getClosestPair</code> is a function.");'
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- text: La distancia debe ser la siguiente.
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testString: 'assert.equal(getClosestPair(points1).distance, answer1.distance, "Distance should be the following.");'
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|
- text: Los puntos deben ser los siguientes.
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testString: 'assert.deepEqual(JSON.parse(JSON.stringify(getClosestPair(points1))).pair, answer1.pair, "Points should be the following.");'
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|
- text: La distancia debe ser la siguiente.
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|
testString: 'assert.equal(getClosestPair(points2).distance, answer2.distance, "Distance should be the following.");'
|
||
|
- text: Los puntos deben ser los siguientes.
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||
|
testString: 'assert.deepEqual(JSON.parse(JSON.stringify(getClosestPair(points2))).pair, answer2.pair, "Points should be the following.");'
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```
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</section>
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## Challenge Seed
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<section id='challengeSeed'>
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<div id='js-seed'>
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```js
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const Point = function (x, y) {
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this.x = x;
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this.y = y;
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};
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|
Point.prototype.getX = function () {
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return this.x;
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};
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Point.prototype.getY = function () {
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return this.y;
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};
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function getClosestPair (pointsArr) {
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// Good luck!
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return true;
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}
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```
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</div>
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### After Test
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<div id='js-teardown'>
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```js
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console.info('after the test');
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```
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</div>
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</section>
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## Solution
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<section id='solution'>
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```js
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const Point = function (x, y) {
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this.x = x;
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this.y = y;
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};
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Point.prototype.getX = function () {
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return this.x;
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};
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Point.prototype.getY = function () {
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return this.y;
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};
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const mergeSort = function mergeSort(points, comp) {
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if(points.length < 2) return points;
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var n = points.length,
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i = 0,
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j = 0,
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leftN = Math.floor(n / 2),
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rightN = leftN;
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var leftPart = mergeSort( points.slice(0, leftN), comp),
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rightPart = mergeSort( points.slice(rightN), comp );
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var sortedPart = [];
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while((i < leftPart.length) && (j < rightPart.length)) {
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if(comp(leftPart[i], rightPart[j]) < 0) {
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sortedPart.push(leftPart[i]);
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i += 1;
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}
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else {
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sortedPart.push(rightPart[j]);
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j += 1;
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}
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}
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while(i < leftPart.length) {
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sortedPart.push(leftPart[i]);
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|
i += 1;
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|
}
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while(j < rightPart.length) {
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sortedPart.push(rightPart[j]);
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j += 1;
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}
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return sortedPart;
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};
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const closestPair = function _closestPair(Px, Py) {
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if(Px.length < 2) return { distance: Infinity, pair: [ new Point(0, 0), new Point(0, 0) ] };
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if(Px.length < 3) {
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//find euclid distance
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var d = Math.sqrt( Math.pow(Math.abs(Px[1].x - Px[0].x), 2) + Math.pow(Math.abs(Px[1].y - Px[0].y), 2) );
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return {
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distance: d,
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pair: [ Px[0], Px[1] ]
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};
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}
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var n = Px.length,
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leftN = Math.floor(n / 2),
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rightN = leftN;
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var Xl = Px.slice(0, leftN),
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Xr = Px.slice(rightN),
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Xm = Xl[leftN - 1],
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Yl = [],
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Yr = [];
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//separate Py
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for(var i = 0; i < Py.length; i += 1) {
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if(Py[i].x <= Xm.x)
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Yl.push(Py[i]);
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|
else
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Yr.push(Py[i]);
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}
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var dLeft = _closestPair(Xl, Yl),
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dRight = _closestPair(Xr, Yr);
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var minDelta = dLeft.distance,
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closestPair = dLeft.pair;
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if(dLeft.distance > dRight.distance) {
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minDelta = dRight.distance;
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closestPair = dRight.pair;
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}
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//filter points around Xm within delta (minDelta)
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var closeY = [];
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for(i = 0; i < Py.length; i += 1) {
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if(Math.abs(Py[i].x - Xm.x) < minDelta) closeY.push(Py[i]);
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}
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//find min within delta. 8 steps max
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for(i = 0; i < closeY.length; i += 1) {
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for(var j = i + 1; j < Math.min( (i + 8), closeY.length ); j += 1) {
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|
var d = Math.sqrt( Math.pow(Math.abs(closeY[j].x - closeY[i].x), 2) + Math.pow(Math.abs(closeY[j].y - closeY[i].y), 2) );
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|
if(d < minDelta) {
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minDelta = d;
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closestPair = [ closeY[i], closeY[j] ]
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}
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}
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}
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return {
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distance: minDelta,
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pair: closestPair
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};
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};
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function getClosestPair (points) {
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const sortX = function (a, b) { return (a.x < b.x) ? -1 : ((a.x > b.x) ? 1 : 0); }
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const sortY = function (a, b) { return (a.y < b.y) ? -1 : ((a.y > b.y) ? 1 : 0); }
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const Px = mergeSort(points, sortX);
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const Py = mergeSort(points, sortY);
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return closestPair(Px, Py);
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}
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```
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</section>
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