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平面矩形障碍物间的双准则矩形最短路径

计算几何 2017-06-27 v2 数据结构与算法

摘要

给定平面中包含hh个两两不相交矩形障碍物且总顶点数为nn的矩形域P\mathcal{P},我们研究计算P\mathcal{P}中两点sstt之间双准则矩形最短路径的问题。考虑三种类型的双准则矩形路径:最小链路最短路径、最短最小链路路径,以及成本为路径边数和长度非递减函数的最小成本路径。还考虑了单点和两点路径查询。此前已给出针对这些问题的算法。我们的贡献有三方面。首先,我们发现所有先前算法中存在一个关键错误。其次,我们以一种非平凡的方式修正了该错误。第三,我们进一步改进了算法,使得当hh相对较小时,它们甚至比先前(错误的)算法更快。例如,对于最小链路最短路径,我们获得以下结果:我们的算法在O(n+hlog3/2h)O(n+h\log^{3/2} h)时间内计算出一条最小链路ss-tt最短路径。对于单点查询,我们在O(n+hlog3/2h)O(n+h\log^{3/2} h)时间内构建一个大小为O(n+hlogh)O(n+ h\log h)的数据结构以服务于源点ss,使得对于任意查询点tt,可以在O(logn)O(\log n)时间内确定一条最小链路ss-tt最短路径。对于两点查询,经过O(n+h2log2h)O(n+h^2\log^2 h)时间和空间的预处理,可以在O(logn+log2h)O(\log n+\log^2 h)时间内确定任意两点sstt之间的最小链路ss-tt最短路径;或者,经过O(n+h2log2h4logh)O(n+h^2\cdot \log^{2} h \cdot 4^{\sqrt{\log h}})时间和O(n+h2logh4logh)O(n+h^2\cdot \log h \cdot 4^{\sqrt{\log h}})空间的预处理,我们可以在O(logn)O(\log n)时间内回答每个两点查询。

关键词

引用

@article{arxiv.1703.04466,
  title  = {Bicriteria Rectilinear Shortest Paths among Rectilinear Obstacles in the Plane},
  author = {Haitao Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1703.04466},
  year   = {2017}
}

备注

A preliminary version to appear in SoCG 2017; corrected a few typos from the last version