GeoHash
查找是我们经常会碰到的问题,以前我做过一个这样的算法,在有序的数列(80万条左右),这批数据是根据维度由小到大排序的,寻找已知数据的位置,并且所相应的运算,由于这个算法要在嵌入式系统中做,如果一次在内存中载入80万条数据是不明智的。而且这个计算过程是每秒都要做一次,如果不在内存中载入数据时效性上又无法满足,那么只能根据已知数据在整个数列中的位置,然后将这个位置附近的数据载入内存。这个算法与在百度地图上查找最近的饭店基本是一个意思。我们需要对查找的数据库做处理,一维数据要变成二维数据,这是我自己的想法,将80万条数据放在一个个的方框里。然后确定每一个方框边界的经度值与维度值,如下图所示,然后将这些边界值根据经度与维度分别做两张索引表,当然这个表也是有序的,然后根据自己当前的经纬度坐标值(lat,lon)分别用二分法查找自己在表里的位置,得出自己坐标点所在方框的坐标。然后将方框里的数据全部读入内存。当然里面还有边界问题,实际上需要将自己所在方框的周围8个方框都读入内存。如下图所示:
这个其实就是哈希散列的思想。这个方法是可行的,而且已经实现,不过有一个问题是,如何将这80万比数据变成一个一个方框的数据结构按照线性保存起来。这个存储结构应该是这样的:
这是一个示意图,估算一下大概的计算量,如果要将80万笔数据分别根据经度维度一个一个对比放入框框中,这个时间复杂度是无法接受的。同样这也要设计一个哈希函数来完成这个工作,下面说重点:
所谓的GeoHash算法。
我们已知经纬度(22.527051,113.918646)先用逼近算法对其进行编码,具体做法如下:
以经度为例,value =113.918646,大于中间值为1,小于中间值为0。这个区间如何得来的呢?要知道经度的范围是[180,-180],那么中间值就是0,判断是在[180,0]还是[0,-180]如果在[180,0]就是1,然后缩小区间,在[180,0]这个区间
与中间值90比较,以此类推。最后得到编码值是:11010 00100,一共10位,为什么是10位与后面混合编码转换成base32编码有关。
同理得到维度22.527051的编码值是:10100 00000,最后要将纬度编码与经度编码混合,偶数放经度,奇数放纬度,这个可能不好理解我做一张图:
合成之后在转换成Base32编码,Base32编码是0-9、b-z(去掉a, i, l, o),这种编码方式是32以内的十进制,正好是5位二进制数,所以之前经纬度编码选择的是10位,因此正好可以换成2个字符。如下表:
最后可得出对应的值:ws10。
这个GeoHash算法网上有很多,我参考的是这个:http://www.cnblogs.com/LBSer/p/3310455.html
至于为什么这样编码里面有解释自己理解吧。我用c写了一下实现,不具有普遍性。
void GeoHash(double lat,double lon,int flag,char* hashCode)
{
double left,right,middle,value;
int ret_lat,ret_lon,temp,temp1;
int mixLatLon=;
right = ;
left = -;
ret_lat = ret_lon = ;
temp = flag;
value = lon;
while(flag){
middle = (float)((right+left)/);
if(value>middle){
ret_lon |= (<<(flag-));
left = middle;
}else if(value < middle){
ret_lon |= (<<(flag-));
right = middle;
}else{
ret_lon |= (<<(flag-));
left = middle;
}
flag--;
}
flag = temp;
right = ;
left = -;
value = lat;
printf("value:%f\r\n",value);
while(flag){
middle = (float)((right+left)/);
if(value>middle){
ret_lat |= (<<(flag-));
left = middle;
}else if(value < middle){
ret_lat |= (<<(flag-));
right = middle;
}else{
ret_lat |= (<<(flag-));
left = middle;
}
flag--;
}
flag = temp;
flag = flag*;
temp1 = temp;
while(temp1){
if(ret_lon & (<<(temp1-))){
mixLatLon |= (<<(flag-));
}else{
mixLatLon |= (<<(flag-));
}
flag--;
if(ret_lat & (<<(temp1-))){
mixLatLon |= (<<(flag-));
}else{
mixLatLon |= (<<(flag-));
}
temp1--;
flag--;
}
flag = ;
while(flag){
hashCode[flag-] = ToBase32(mixLatLon&0x1F);
mixLatLon >>= ;
flag--;
}
} char ToBase32(int dec)
{
char ret;
switch(dec){
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='';break;
case :ret='b';break;
case :ret='c';break;
case :ret='d';break;
case :ret='e';break;
case :ret='f';break;
case :ret='g';break;
case :ret='h';break;
case :ret='j';break;
case :ret='k';break;
case :ret='m';break;
case :ret='n';break;
case :ret='p';break;
case :ret='q';break;
case :ret='r';break;
case :ret='s';break;
case :ret='t';break;
case :ret='u';break;
case :ret='v';break;
case :ret='w';break;
case :ret='x';break;
case :ret='y';break;
case :ret='z';break;
default:ret='a';
}
return ret;
}
调用代码:
int main(int argc, char *argv[]) {
char hashCode[];
GeoHash(22.527051,113.918646,,hashCode);
printf("hashCode:%s",hashCode);
printf("\r\n");
system("pause");
return ;
}
结果是:ws10
这里碰到一个问题,在c中,如果想要函数返回一个字符串有哪些做法呢:
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