Skip quadtree: определение, время работы

Эта статья находится в разработке!

Описание

По картинке должно быть понятно

Skip quadtree — как skip list, только вместо list'а quadtree. Поэтому желательно знать, что такое skip list, и необходимо знать, что такое сжатое квадродерево. В данной статье будет рассматриваться только рандомизированая версия этой структуры, потому что больше и не нужно, кажется.

The randomized skip quadtree — последовательность сжатых квадродеревьев над последовательностью подмножеств некоего исходного множества [math]S[/math]. [math]S_0 = S[/math], в [math]S_1[/math] каждый элемент из [math]S_0[/math] входит с вероятностью [math]p[/math] и так далее. The randomized skip quadtree состоит из последовательности [math]\{Q_i\}[/math], где [math]Q_i[/math] — сжатое квадродерево над множеством [math]S_i[/math]. Будем называть эти квадродеревья уровнями, при этом нулевой уровень содержит в точности точки из [math]S[/math]. Заметим, что если какой-то квадрат интересный в [math]Q_i[/math], то он интересный и в [math]Q_{i-1}[/math].

Операции над skip quadtree

Будем для каждого интересного квадрата на каждом уровне хранить указатели на тот же квадрат уровнем ниже и уровнем выше (если есть).

Локализация выполняется аналогично сжатому квадродереву. Под локализацией под разумевается, что мы хотим найти минимальный интересный квадрат задержащий данную точку (содержит геометрически, в самом дереве её может не быть, тут, возможно, правильнее сказать «пересекает»). Сначала локализуемся в квадродереве наибольшего уровня, начиная с его корня. Затем локализуемся в квадродереве уровня ниже, начиная уже не с корня, а с того квадрата, который нашли на прошлом уровне. И так далее, пока не дойдём до дна.

Для добавления сначала надо локализоваться. При этом мы локализуемся сразу на всех уровнях (так уж устроен процесс). Дальше добавляемся в нулевой уровень, затем с вероятностью [math]p[/math] добавляемся на уровень выше и так далее до первого недобавления. При этом количество уровней должно увеличиться максимум на 1, то есть, если появился новый уровень, то процесс точно заканчивается.

Удаление совсем просто: локализуемся, удаляем со всех уровней, на которых есть.

Время работы

Лемма (О количестве шагов на одном уровне):

На каждом уровне совершается [math]O(1)[/math] шагов поиска.

Доказательство:

[math]\triangleright[/math]

ЫЫЫ

[math]\triangleleft[/math]

Источник

http://arxiv.org/pdf/cs.cg/0507049.pdf