Estrutura de dados ideal para armazenar dados do mapa?

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Me perguntaram isso em um teste de entrevista. Fiz tudo bem no teste, mas não sabia o suficiente para responder a essa pergunta. Estou curioso para saber quais estruturas de dados posso usar para consultar os dados rapidamente.

Basicamente, a idéia é que haveria seções de estradas (linhas compostas de pontos) armazenadas em algum tipo de estrutura de dados. Deve ser rápido consultar quais seções (ou pontos) da estrada estão a uma certa distância de um ponto (raio).

algorithms data-structures

— Keyo
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Para realmente aprender mais, eu leio em: cgal.org e , em seguida, analise estes projetos: cgal.org/projects.html#gis , encontre o que se assemelha ao que você deseja e, em seguida, estude o uso da API e, finalmente, o maquiagem da API.

— Job

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A maneira típica de armazenar dados geográficos é com uma estrutura de dados espaciais, como uma árvore R (ou alguma variante, como uma árvore R +, uma árvore R *, etc.). É assim que os tipos de dados geográficos são normalmente implementados no GIS. RDBMS. (Eu sei que o SQL Server 2008 e o PostGIS da Microsoft usam árvores R para os tipos geográficos.) Eles atendem a todos os requisitos básicos que você descreveu e suportam trivialmente interseção, localização, distância e outros tipos de consulta.

Dependendo do tipo de dados, você também pode encontrar coisas como kD-trees, quad-trees, octrees, hierarquias de volume delimitadoras (incluindo árvores de caixas delimitadoras alinhadas ao eixo), etc. em uso comum. Na verdade, isso é muito mais comum em jogos 3D, pois o tamanho e a forma de um objeto são mais relevantes para as consultas de interseção. Eles são usados com menos frequência para GIS do que as árvores R.

— greyfade
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Diferentes tipos de operações nos dados do mapa exigirão diferentes formatos de armazenamento para melhores resultados. Considere, por exemplo, as três tarefas a seguir:

Dado um ponto, encontre a estrada mais próxima desse ponto
Dada uma área geográfica de um determinado tamanho, encontre todas as estradas que estão nessa área.
Dadas duas estradas, encontre o caminho mais curto entre elas.

As diferenças nos requisitos são suficientemente grandes para que, a menos que seja necessário acomodar alterações "vivas" no mapa, provavelmente seja melhor armazenar três cópias separadas dos dados - cada uma otimizada para uma das tarefas acima - do que tentar para criar um formato que possa lidar bem com as três tarefas.

— supercat
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