给定一个二维空间中的点列表,您想在其中执行一个函数 Haskell 求两个最近点之间的距离。 例子: 输入:项目 [(1,5), (3,4), (2,8), (-1,2), (-8.6), (7.0), (1.5), (5.5), (4.8), (7.4)] 输出:2.0
假设列表中最远的两个点之间的距离最多为10000。
这是我的代码:
import Data.List
import System.Random
sort_ :: Ord a => [a] -> [a]
sort_ [] = []
sort_ [x] = [x]
sort_ xs = merge (sort_ left) (sort_ right)
where
(left, right) = splitAt (length xs `div` 2) xs
merge [] xs = xs
merge xs [] = xs
merge (x:xs) (y:ys)=
if x <= y then
x : merge xs (y:ys)
else y : merge (x:xs) ys
project :: [(Float,Float)] -> Float
project [] = 0
project (x:xs)=
if null (xs) then
error "The list have only 1 point"
else head(sort_(dstList(x:xs)))
distance :: (Float,Float)->(Float,Float) -> Float
distance (x1,y1) (x2,y2) = sqrt((x1 - x2)^2 + (y1 - y2)^2)
dstList :: [(Float,Float)] -> [Float]
dstList (x:xs)=
if length xs == 1 then
(dstBetween x xs):[]
else (dstBetween x xs):(dstList xs)
dstBetween :: (Float,Float) -> [(Float,Float)] -> Float
dstBetween pnt (x:xs)=
if null (xs) then
distance pnt x
else minimum ((distance pnt ):((dstBetween pnt xs)):[])
{-
Calling generator to create a file created at random points
-}
generator = do
putStrLn "Enter File Name"
file <- getLine
g <- newStdGen
let pts = take 1000 . unfoldr (Just . (\([a,b],c)->((a,b),c)) . splitAt 2)
$ randomRs(-1,1) g :: [(Float,Float)]
writeFile file . show $ pts
{-
Call the main to read a file and pass it to the function of project
The function of the project should keep the name 'project' as described
in the statement
-}
main= do
putStrLn "Enter filename to read"
name <- getLine
file <- readFile name
putStrLn . show . project $ readA file
readA::String->[(Float,Float)]
readA = read
我可以像示例中那样运行程序或使用生成器,如下所示:
在 haskell 解释器中必须输入“generator”,程序会在这里询问一个包含一千个点的文件名。在 Haskell 解释器中生成文件后,必须编写 main,并请求一个文件名,这是您使用“generator”创建的文件的名称。
问题是,对于随机生成的 1000 个点,我的程序需要很长时间,在具有双核处理器的计算机上大约需要 3 分钟。我究竟做错了什么?我如何优化我的代码以更快地工作?
最佳答案
您正在使用二次算法:
project [] = error "Empty list of points"
project [_] = error "Single point is given"
project ps = go 10000 ps
where
go a [_] = a
go a (p:ps) = let a2 = min a $ minimum [distance p q | q<-ps]
in a2 `seq` go a2 ps
你应该使用更好的算法。 Search computational-geometry tag on SO为了更好的算法。
另见 http://en.wikipedia.org/wiki/Closest_pair_of_points_problem .
@maxtaldykin proposes对算法的一个很好、简单和有效的更改,它应该对随机数据产生真正的影响——按 X 坐标对点进行预排序,并且永远不要尝试距离当前点超过 d
个单位的点点,在 X 坐标中(其中 d
是当前已知的最小距离):
import Data.Ord (comparing)
import Data.List (sortBy)
project2 ps@(_:_:_) = go 10000 p1 t
where
(p1:t) = sortBy (comparing fst) ps
go d _ [] = d
go d p1@(x1,_) t = g2 d t
where
g2 d [] = go d (head t) (tail t)
g2 d (p2@(x2,_):r)
| x2-x1 >= d = go d (head t) (tail t)
| d2 >= d = g2 d r
| otherwise = g2 d2 r -- change it "mid-flight"
where
d2 = distance p1 p2
对于随机数据,g2
将在 O(1)
时间内运行,因此 go
将花费 O(n)
并且整个事情将受到排序的限制,~ n log n
。
Empirical orders of growth显示 ~ n^2.1
用于第一个代码(在 1k/2k 范围内)和 ~n^1.1
用于第二个,在 10k/20k 范围内,快速测试'脏编译加载到 GHCi 中(第二个代码运行速度比第一个快 50 倍 2,000 点,80 倍快 3,000 点)。
关于algorithm - Haskell求两个最近点之间的距离,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/13428125/