Cây quad là gì?

Một cây quad, đôi khi Quadtree, Q-Tree hoặc QT, là thuật ngữ khoa học máy tính đề cập đến một phương pháp tổ chức dữ liệu trong bốn góc phần tư.Cơ sở dữ liệu đôi khi sử dụng cây quad để lưu trữ và tìm hồ sơ của họ.Loại cấu trúc tổ chức này hoạt động đặc biệt tốt để tìm một bit hoặc pixel cụ thể trong hình ảnh hai chiều. Cây Quad phần nào theo cấu trúc dữ liệu cây thường được sử dụng trong khoa học máy tính.Cấu trúc dữ liệu cây thông thường trông giống như một cây lộn ngược, trong đó nút cha ở đỉnh cây có một hoặc nhiều nút trẻ em được kết nối với nó.Mọi nút khác trên cây đều có một nút cha và có thể có bất kỳ số nút con nào, bao gồm không. Không giống như cấu trúc dữ liệu cây thông thường, cấu trúc cây quad yêu cầu mỗi nút bên trong có chính xác bốn nút trẻ.Khi minh họa hầu hết các cấu trúc cây quad, bạn sẽ thấy một nút có bốn nút trẻ em treo trên nó, với các đường nối nút cha với các nút con của nó.Hình minh họa có thể tiếp tục, với bốn nút trẻ nữa treo trên mỗi bốn nút ban đầu. Thời gian khác, hình minh họa của một cây quad sẽ là một khu vực hoặc hình vuông.Bất cứ khi nào khu vực đạt đến công suất tối đa để lưu trữ dữ liệu, nó được chia thành bốn góc phần tư.Thông thường, các vùng và góc phần tư là hình vuông, mặc dù chúng cũng có thể là hình chữ nhật hoặc các hình dạng khác.Một cây quad là một cấu trúc dữ liệu tốt để tổ chức các pixel trong một bức ảnh và để tổ chức đồ họa máy tính.Hình ảnh có thể được chia thành các góc phần tư, và mỗi góc phần tư có thể được chia thành bốn.Điều này có thể được lặp lại nhiều lần cho đến khi bạn đạt đến mức của các pixel riêng lẻ.Tuy nhiên, nếu một góc phần tư chứa các pixel có cùng một màu, tuy nhiên, không có lý do gì để phân chia thêm góc phần tư. Mặc dù dữ liệu được lưu trữ trong cấu trúc cây quad có thể yêu cầu nhiều không gian lưu trữ so với các phương pháp tổ chức dữ liệu khác cho đồ họa máy tính, Cấu trúc cây quad có một số lợi thế.Đầu tiên, bạn có thể xóa toàn bộ ảnh hoặc đồ họa trong một bước duy nhất bằng cách xóa nút gốc, cũng xóa tất cả các nút trẻ em của nó.Thứ hai, bạn nhanh chóng có thể giảm độ phân giải trong một bức ảnh bằng cách xóa cấp độ cuối cùng của các nút trẻ em.Điều này sẽ làm giảm lượng không gian lưu trữ mà nó yêu cầu.Cuối cùng, việc tìm kiếm một khu vực cụ thể của bức ảnh để thao tác hình ảnh dễ dàng hơn với cấu trúc cây quad. Cây quad cũng được sử dụng trong một vài tình huống khác, bao gồm cả lập chỉ mục không gian.Mặc dù các cây quad được giới hạn trong hình ảnh hai chiều, đại diện cho hình ảnh ba chiều có thể theo một cấu trúc tương tự, được gọi là Octree, là phân khu của một khối lập phương thành tám đứa trẻ.