รูปร่าง (สี่เหลี่ยม) ทำงานในต้นไม้สี่ทิศได้อย่างไร

ฉันถูกบอกว่าต้นไม้รูปสี่เหลี่ยมเป็นโครงสร้างข้อมูลที่เหมาะสำหรับเกมของฉัน แต่ฉันมีปัญหาในการทำความเข้าใจว่ารูปร่างทำงานอย่างไรภายในต้นไม้รูปสี่เหลี่ยม

ฉันทำสิ่งนี้ใน JavaScript แต่ฉันคิดว่าคำถามเหล่านี้สามารถใช้ได้กับต้นไม้สี่ต้นในภาษาใด ๆ

ผมคิดว่าผมเข้าใจส่วนใหญ่วิธีการขั้นพื้นฐาน (x, y) จุดและแทรกจุดงานในต้นไม้รูปสี่เหลี่ยมและที่ฉันสามารถทำมันบนกระดาษ

นี่คือJSfiddleของการทดสอบของฉันกับจุด

นอกเหนือจากกรณีหนึ่งการทดสอบของฉันกับคะแนนทำงานตามที่คาดไว้

แต่ความสับสนของฉันเริ่มต้นเมื่อรูปร่างเช่นสี่เหลี่ยมมีส่วนร่วม เมื่อคุณดึงข้อมูลจากต้นไม้รูปสี่เหลี่ยมด้วยรูปร่างมันจะตรวจสอบแต่ละจุดของรูปร่างและโหนดใดที่มันตกลงไป และการแทรกรูปร่างยังทำงานได้อย่างไรเมื่อมันยอมรับพารามิเตอร์ (x, y, width, height) สำหรับแต่ละรูปร่าง มันใช้ความกว้าง / ความสูงจากจุดเริ่มต้นในการคำนวณจุดมุมอื่น ๆ ซึ่งจะถูกแจกจ่ายไปยังโหนดที่เหมาะสม? หากรูปร่างที่แทรกเข้าไปมีสี่โหนดข้อมูลของรูปร่างนั้นจะถูกบันทึกลงในทั้งสี่โหนดหรือไม่

และเมื่อวิธีการดึงข้อมูลยอมรับรูปร่างเป็นพารามิเตอร์ (x, y, ความกว้างความสูง) สิ่งที่เกิดขึ้นจริง? มันเป็นครั้งแรกหรือไม่ที่จะเห็นว่ารูปร่างของโหนดนั้นจะขยายไปถึงถ้ามันถูกแทรกเข้าไปแล้วดึงวัตถุทั้งหมดของโหนดเหล่านั้นหรือไม่?

ฉันมีJSfiddle ทำงานกับรูปร่างแต่ฉันสับสนอย่างมากกับผลลัพธ์ของการทดสอบของฉัน ฉันได้รับวัตถุที่ซ้ำกันที่ถูกส่งคืน!

ตัวอย่างเช่นสี่เหลี่ยมจัตุรัสสีแดงนั้นเทียบเท่ากับพารามิเตอร์ที่ฉันกำลังเข้าสู่วิธีการดึงของฉัน ฉันคิดว่าเนื่องจากสี่เหลี่ยมสีแดงนี้ครอบคลุมทั้งสี่โหนดมันควรส่งคืนวัตถุทุกชิ้นในต้นไม้รูปสี่เหลี่ยม! แต่มันไม่ได้และฉันมีปัญหาในการหาเหตุผลเข้าข้างตนเองว่ามันจะกลับมา ฉันมีการทดสอบอื่น ๆ อีกจำนวนมากที่แสดงความคิดเห็นอยู่ในขณะนี้ แต่คุณสามารถยกเลิกการแสดงความคิดเห็นและเรียกใช้พวกเขาเพื่อดูผลลัพธ์ที่สับสนมากขึ้น!

ถ้าฉันต้องการส่งคืนคะแนนทั้งหมดในต้นไม้รูปสี่เหลี่ยมฉันจะทำอย่างไร วิธีการดึงข้อมูลโดยใช้รูปร่างขนาดทั้งหมดของขอบเขต? ตัวอย่างเช่นดึง (0, 0, canvas.width, canvas.height)?

ห้องสมุด JavaScript quadtreeฉันใช้ได้รับการเรียกจากแหล่งอื่น ๆ อีกมากมายดังนั้นผมถือว่าการดำเนินงานที่เกิดขึ้นจริงที่ถูกต้องและมีชื่อเสียง

ฉันคิดว่าความสับสนมากมายของฉันอาจเกิดจากความเข้าใจผิดของคำศัพท์ต้นไม้สี่ เช่นทำไมพวกเขาพูดขอบเขตแทนมิติเมื่อ "จุด" มีพารามิเตอร์ความกว้าง / ความสูงเช่นกัน? มันเป็นเรื่องของการประชุม / มือสั้นหรือพวกเขามีแนวคิดที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง?

ขอบคุณที่สละเวลา!

โดยทั่วไปแล้วQuadtreesจะเก็บและดึงสี่เหลี่ยม จุดเป็นกรณีเฉพาะที่ความกว้างและความสูงเป็นศูนย์ ตรรกะต่อไปนี้ใช้เพื่อค้นหาที่อยู่อาศัยสำหรับสี่เหลี่ยมใหม่ในต้นไม้เริ่มต้นด้วยโหนดรูต:

void Store(Rectangle rect)
{
    if(I have children nodes)
    {
        bool storedInChild = false;
        foreach(Node childNode in nodes)
        {
            if(this rectangle fits entirely inside the childNode bounds)
            {
                childNode.Store(rect);   // Go deeper into the tree
                storedInChild = true;
                break;
            }
        }
        if(not storedInChild)
        {
            Add this rectangle to the current node
        }
    }
    else
    {
        Add this rectangle to the current node
    }
}

โปรดทราบว่าสี่เหลี่ยมสามารถเก็บไว้ที่ระดับความลึกใด ๆ ไม่จำเป็นต้องเป็นรูปสี่เหลี่ยมของใบไม้ หากสี่เหลี่ยมผืนผ้าเลาะเลียบไปตามขอบเขตที่ระดับรูทรูปสี่เหลี่ยมรูทจะจัดเก็บสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ตัวอย่างเช่นสี่เหลี่ยมจัตุรัสสีแดงมีค่าเทียบเท่ากับพารามิเตอร์ที่ฉันกำลังเข้าสู่วิธีการดึงของฉัน ฉันคิดว่าเนื่องจากสี่เหลี่ยมสีแดงนี้ครอบคลุมทั้งสี่โหนดมันควรส่งคืนวัตถุทุกชิ้นในต้นไม้รูปสี่เหลี่ยม! แต่มันไม่ได้และฉันมีปัญหาในการหาเหตุผลเข้าข้างตนเองว่ามันจะกลับมา

เมื่อทำการสืบค้นควอดทรีมันจะส่งกลับเฉพาะรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีอยู่โดยแบบสอบถาม ในตัวอย่างของคุณคุณบังคับให้เด็กสี่คนแต่ละคนจะถูกมองในรายละเอียดเพิ่มเติมเนื่องจากแบบสอบถามสี่เหลี่ยมสีแดงตัดกับสี่เด็กแต่ละคน เนื่องจากเด็กไม่มีเด็กเพิ่มเติมสี่เหลี่ยมมุมฉากแต่ละอันในคณะเด็กเหล่านี้จึงถูกนำไปเปรียบเทียบกับสี่เหลี่ยมสีแดง เนื่องจากไม่มีรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าในทรีที่ชนกับสี่เหลี่ยมของแบบสอบถามสีแดงจึงไม่ควรส่งคืน

คุณเริ่มเห็นประโยชน์ของควอดทรีเมื่อคุณมีวัตถุจำนวนมากและมีที่ว่างมากมายสำหรับวัตถุที่มีอยู่เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่แบบสอบถาม ในกรณีเหล่านี้พื้นที่แบบสอบถามขนาดเล็กสามารถกำจัดชิ้นส่วนของต้นไม้รูปสี่เหลี่ยมได้อย่างรวดเร็วจากการพิจารณา เฉพาะล่ามที่ตัดกับสี่เหลี่ยมของแบบสอบถามจะถูกดูในรายละเอียดเพิ่มเติม

แก้ไข

การสืบค้นมักจะทำดังนี้:

List<Rectangle> Query(Rectangle queryRect)
{
    List<Rectangle> results;
    foreach(Node childNode in children)
    {
        if(queryRect intersects with childNode bounds)
        {
            results += childNode.Query(queryRect);   // Dig deeper into the tree
        }
    }

    foreach(Rectangle I have stored in this quad)
    {
        if(queryRect intersects with rect)  // Your library doesn't do this
        {
            results += rect;
        }
    }

    return results;
}

อย่างไรก็ตามในห้องสมุดของคุณดูเหมือนจะไม่ตรวจสอบว่าสี่เหลี่ยมที่มันส่งกลับมาตัดกับคิวรีหรือไม่ดังนั้นคุณจะต้องเพิ่มด้วยตัวเอง