quadtree

OR事典

四分木

読み方：しぶんぎ
【英】：quadtree

2次元平面の領域分割を表現するデータ構造で, 与えられた点の集合や図形を効率的に処理するために用いられる. 根に全体領域が対応し, 根の4つの子には座標の中央値および座標の中央値を通る水平線および垂直線をひいて四分割された部分領域が対応する. さらにそれぞれの子に対応する部分領域を同様に水平線および垂直線で四等分しての4つの子に対応させる. このようにして得られる分割を表現するデータ構造が四分木である.

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四分木

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/19 08:05 UTC 版)

領域四分木

四分木（しぶんぎ、英: Quadtree）は、各内部ノードが4個までの子ノードを持つ木構造のデータ構造である。四分木は主に、2次元空間を再帰的に4つの象限または領域に分割するのに使われる。領域は四角形または矩形の場合もあるし、任意の形状の場合もある。このデータ構造は1974年、Raphael Finkel と J.L. Bentley が四分木と名づけた。同様の分割手法はQ木 (Q-tree) とも呼ばれている。四分木に共通する特徴は以下の通りである。

• 空間を適応可能セルに分割する。
• 各セル（またはバケット）は容量の上限がある。容量が最大に達すると、バケットは分割される。
• 木構造ディレクトリは四分木の空間分割に従う。

種類

四分木は表現するデータの型によって分類され、領域 (area)、点 (point)、線 (line)、曲線 (curve) などがある。また、木構造の形状とデータを処理する順序が独立しているかどうかでも分類される。典型的な四分木について以下に解説する。

領域四分木

領域四分木は、2次元の空間を同じ大きさの4つの象限に再帰的に分割していくもので、各ノードは特定の領域に対応したデータを保持する。各ノードは4つの子ノードを持つか、あるいは全く子ノードを持たないか（つまり葉ノード）のどちらかである。領域四分木は、分割位置がデータに依存していないため、厳密には木構造ではないとされる。より厳密に言えばTrieに近い。

深さ n の領域四分木は、$2^{n}*2^{n}$カテゴリ