C語言實現一個四叉樹(quadtree)

用C語言實現一個2維四叉樹quadtree，具有一定的實際意義。你可以把幾何圖形的索引（用long型的id標識）放到這個樹中（根據最小邊界矩形）。quadtree可以用來快速地區尋找圖形，雖然不是那麼精確，但是畢竟沒有漏掉的。雖然quadtree的效率不如RTree？但是RTree的實現畢竟複雜了些，我會儘快收集整理出RTree的代碼。RTree確實比QuadTree好的多？（起碼RTree很時髦啊！）

標頭檔如下：

/*
　* quadtree.h
　*　　　　　　　 Quad tree structure -- for spatial quick searching
　*　　　　　　　 cheungmine
　*　　　　　 Oct. 5, 2007.　 All rights reserved.
　*/
#ifndef QUADTREE_H_INCLUDED
#define QUADTREE_H_INCLUDED

#include "unistd.h"

#include "list.h"

#define QUAD_SUBNODES　4

#define QBOX_OVERLAP_MAX　0.4
#define QBOX_OVERLAP_MIN　0.02

#define QTREE_DEPTH_MAX　8
#define QTREE_DEPTH_MIN　4

#define QUADRANT_BITS　　3

/* a quadrant defined below:

　　　　　　　 NW(1)　　 |　　　 NE(0)
　　　　　　　 -----------|-----------
　　　　　　　 SW(2)　　 |　　　 SE(3)
*/
typedef enum
{
　　　 NE = 0,
　　　 NW = 1,
　　　 SW = 2,
　　　 SE = 3
}QuadrantEnum;

/* a box defined below:
　　　　　　　　　　 _____max
　　　　　　　　　 |__|__|
　　　　　　　　　 |__|__|
　　 min
*/
typedef struct _quadbox_t
{　　　
　　　 double　_xmin,
　　　　　　　　_ymin,
　　　　　　　　_xmax,
　　　　　　　　_ymax;
}quadbox_t;

/* quad node */
typedef struct _quadnode_t
{
　　　 quadbox_t　　_box;　　/* node bound box */
　　　 list_t　　　*_lst;　　/* node data list */
　　　 struct _quadnode_t　　*_sub[QUAD_SUBNODES];　　/* pointer to subnodes of this node */
}quadnode_t;

/* quad tree */
typedef struct _quadtree_t
{
　　　 quadnode_t　*_root;
　　　 int　　　　_depth;　　/* max depth of tree: 0-based */
　　　 float　　　_overlap;　　/* overlapped ratio of quanbox */
}quadtree_t;


/*=============================================================================
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Public Functions
=============================================================================*/
/* creates a quadtree and returns a pointer to it */
extern　 quadtree_t*
quadtree_create (quadbox_t　　　 box,
　　　　　　　　　　　　　　　　 int　　depth,　 /* 4~8 */
　　　　　　　　　　　　　　　　 float　overlap /* 0.02 ~ 0.4 */
　　　　　　　　　　　　　　　　 );

/* destroys a quad tree and free all memory */
extern　 void
quadtree_destroy (IN　 quadtree_t　　*qtree
　　　　　　　　　　　　　　　　　 );

/* inserts a node identified by node_key into a quadtree, returns the node quadtree encoding */
extern　 quadnode_t *
quadtree_insert (IN　 quadtree_t　　　　　　　　　　　 *qtree,
　　　　　　　　　　　　　　　　 IN　 long　　　　　　　　　　　　　　　　 node_key,
　　　　　　　　　　　　　　　　 IN　 quadbox_t　　　　　　　　　　　 *node_box
　　　　　　　　　　　　　　　　 );

/* searches nodes inside search_box */
extern　 void
quadtree_search (IN　 const quadtree_t　　　 *qtree,
　　　　　　　　　　　　　　　　　 IN　 quadbox_t　　　　　　　　　　　 *search_box,
　　　　　　　　　　　　　　　　 OUT list_t　　　　　　　　　　　　　　　 *results_list
　　　　　　　　　　　　　　　　 );

#endif // QUADTREE_H_INCLUDED