Co je to Quadtree?

Quadtree je stromová struktura založená na síle čtyř a používá se k organizování souborů v databázi. Každý rodič nebo počáteční uzel má čtyři podřízené uzly a každé dítě má určité množství dat. Když se datový limit přelije přes jeho hranici, budou z tohoto uzlu vyrobeny čtyři děti. Existují dvě hlavní čtyřúhelníkové struktury: region a bodový strom, každý v designu mírně odlišný. Zatímco quadtree se nejčastěji používá u databází, lze jej také použít k nalezení pixelů ve dvourozměrných (2D) obrazech, protože pixely v 2D obrazu lze vždy rozdělit do čtyř částí.

Všechny stromové struktury jsou vytvořeny s rodiči nebo větvemi, uzly a podřízenými nebo listy, uzly. Rodič je výchozím bodem a obsahuje široká data založená na kategoriích, zatímco dítě drží soubory a dokumenty. V quadtree musí mít každý rodič čtyři děti. I když musí existovat čtyři děti, ne všechny děti musí obsahovat údaje; ty bez jsou známé jako nulové uzly. Tyto nulové uzly často zůstávají nehybné a čekají na data.

Každý podřízený uzel v quadtree má datový limit. Tento limit je obvykle definován celkovou velikostí databáze. Pokud existuje tolik informací, že se posouvá nad limit, stává se podřízený uzel rodičovským uzlem v podstatě porodem - vytvoří se čtyři podřízené uzly, které přijímají všechna další data. Z tohoto vytvoření bude obvykle existovat jeden nebo dva nulové uzly, ale to zcela záleží na tom, kolik dat byla v uzlu.

Existují dvě hlavní kvadtry: region a bod. Kvadtree oblasti se používá k rozložení celé 2D oblasti na části založené na síle čtyř - jako jsou čtyři, osm nebo 16 částí - a často se používá pro reprezentace. Tato struktura je nejlepší pro obrázky nebo grafy datových polí. Bodová verze je jako binární strom a nejlépe se používá s uspořádanými body. Tato varianta je také skutečným stromem, protože existuje centrální bod, ze kterého všechny uzly pramení, na rozdíl od verze regionu, ve které jsou uzly rozptýleny.

Nejběžnějším využitím kvadtree je oddělení a uspořádání databáze, ale není to jeho jediné použití. Algoritmy vytvořené pro nalezení konkrétního pixelu v obraze běžně používají kvadtre, protože každý pixel v obraze může být rozdělen do čtyř stejných částí. Díky tomu jsou quadtrees jedinečně vhodné pro vyhledávání pixelů.