c++ - 径向树布局算法

Question

我已经实现了一个树数据结构，其中每个节点都(递归地)持有指向其子节点的指针列表。

我正在尝试计算 (x,y) 坐标以可视化树。 我浏览了这篇文章:

http://gbook.org/projects/RadialTreeGraph.pdf

切我不知道如何通过第一级，即这是我到目前为止所写的内容:

for (int i = 0; i < GetDepth()+1; i++)
{
    if (i == 0)
    {
        GetNodesInDepth(i).at(0)->SetXRadial(MIDDLE(m_nWidth));
        GetNodesInDepth(i).at(0)->SetYRadial(MIDDLE(m_nHeight));
        continue;
    }

    double dNodesInDepth = GetNodesInDepth(i).size();
    double dAngleSpace = 2 * PI / dNodesInDepth;

    for (int j = 0; j < dNodesInDepth; j++)
    {
        Node * pCurrentNode = GetNodesInDepth(i).at(j);

        pCurrentNode->SetXRadial((SPACING * i) * qCos(j * dAngleSpace) + MIDDLE(m_nWidth));
        pCurrentNode->SetYRadial((SPACING * i) * qSin(j * dAngleSpace) + MIDDLE(m_nHeight));
        pCurrentNode->m_dAngle = dAngleSpace * j;

        if (pCurrentNode->IsParent())
        {
         //..(I'm stuck here)..//  
        }
    }
}

我不确定如何计算限制、平分线等。 这是我的抽屉到目前为止所做的:

自第二级(基于 0 级)以来，这显然不是我要找的。

为了获得我正在寻找的东西，我可以访问我需要的所有信息。

Answer 1

可能现在您已经自己弄清楚了。如果没有，这里

double dNodesInDepth = GetNodesInDepth(i).size();
double dAngleSpace = 2 * PI / dNodesInDepth;

您在第二层将角度空间设置为 PI(180 度)，因为该层只有两个节点，dNodesInDepth = 2。这就是为什么画完节点20之后，节点30就180度了。该方法适用于非常茂密的树木，因为该角度很小。但是在您的情况下，您希望使角度尽可能接近 parent 的角度。因此，我建议您获取 2 级及更高级别节点的父节点的角度，并展开子节点，使它们的角度空间为 sibilingAngle = min(dAngleSpace, PI/10)。因此，第一个子项将具有与父项完全相同的角度，其余子项彼此之间的距离为 sibilingAngle。你明白了，可能会想到更好的方法。我正在使用 min 以防您在该级别上有太多节点，您希望将节点彼此挤压得更近。

您链接到的文章使用了图 2 – 目录的切线和平分线限制中所示的解决方案。我不太喜欢这种方法，因为如果您确定子项的绝对角度而不是相对于父项的角度，您可以有一个更简单/更清晰的解决方案，该解决方案完全可以执行该方法尝试对这么多操作执行的操作。

更新:

以下代码生成此图像:

我认为您可以很容易地弄清楚如何使子节点居中等等。

#include <cairo/cairo.h>
#include <math.h>
#include <vector>

using namespace std;

class Node {
public:
    Node() {
        parent = 0;
        angle = 0;
        angleRange = 2*M_PI;
        depth = 0;
    }
    void addChildren(int n) {
        for (int i=0; i<n; i++) {
            Node* c = new Node;
            c->parent = this;
            c->depth = depth+1;
            children.push_back(c);
        }
    }
    vector<Node*> children;
    float angle;
    float angleRange;
    Node* parent;
    int depth;
    int x, y;
};

void rotate(float x, float y, float angle, float& nx, float& ny) {
    nx = x * cos(angle) - y * sin(angle);
    ny = x * sin(angle) + y * cos(angle);
}
void draw(Node* root, cairo_t *cr) {
    if (root->parent == 0) {
        root->x = root->y = 300;
        cairo_arc(cr, root->x, root->y, 3, 0, 2 * M_PI);
    }

    int n = root->children.size();
    for (int i=0; i<root->children.size(); i++) {
        root->children[i]->angle = root->angle + root->angleRange/n * i;
        root->children[i]->angleRange = root->angleRange/n;

        float x, y;
        rotate(40 * root->children[i]->depth, 0, root->children[i]->angle, x, y);
        root->children[i]->x = 300+x;
        root->children[i]->y = 300+y;

        cairo_move_to(cr, root->x, root->y);
        cairo_line_to(cr, root->children[i]->x, root->children[i]->y);
        cairo_set_source_rgb(cr, 0, 0, 0);
        cairo_stroke(cr);

        cairo_arc(cr, 300+x, 300+y, 3, 0, 2 * M_PI);
        cairo_set_source_rgb(cr, 1, 1, 1);
        cairo_stroke_preserve(cr);
        cairo_set_source_rgb(cr, 0, 0, 0);
        cairo_fill(cr);

        draw(root->children[i], cr);
    }
}

int main(void) {
    Node root;
    root.addChildren(4);
    root.children[0]->addChildren(3);
    root.children[0]->children[0]->addChildren(2);
    root.children[1]->addChildren(5);
    root.children[2]->addChildren(5);
    root.children[2]->children[1]->addChildren(2);
    root.children[2]->children[1]->children[1]->addChildren(2);

    cairo_surface_t *surface;
    cairo_t *cr;

    surface = cairo_image_surface_create(CAIRO_FORMAT_ARGB32, 600, 600);
    cr = cairo_create(surface);

    cairo_rectangle(cr, 0.0, 0.0, 600, 600);
    cairo_set_source_rgb(cr, 1, 1, 1);
    cairo_fill(cr);

    cairo_set_line_width(cr, 2);

    for (int i=0; i<6; i++) {
        cairo_arc(cr, 300, 300, 40*i, 0, 2 * M_PI);
        cairo_set_source_rgb(cr, .5, .5, .5);
        cairo_stroke(cr);
    }

    draw(&root, cr);

    cairo_surface_write_to_png(surface, "image.png");

    cairo_destroy(cr);
    cairo_surface_destroy(surface);

    return 0;
}

更新 2: 为了让您更轻松，以下是如何使节点居中:

for (int i=0; i<root->children.size(); i++) {
    float centerAdjust = 0;
    if (root->parent != 0) {
        centerAdjust = (-root->angleRange + root->angleRange / n) / 2;
    }
    root->children[i]->angle = root->angle + root->angleRange/n * i + centerAdjust;
    root->children[i]->angleRange = root->angleRange/n;

显示人口较多的树: