Golang高效内存地理空间索引插件库go-geoindex的使用

概述

go-geoindex是一个将地球表面划分为网格的地理空间索引库。在每个单元格中可以存储数据，如点列表、点计数等。它支持K最近邻(KNearest)和范围(Range)查询。

示例Demo

下面是一个完整的go-geoindex使用示例：

package main

import (
	"fmt"
	"github.com/hailocab/go-geoindex"
)

// 定义Driver结构体
type Driver struct {
	lat           float64
	lon           float64
	id            string
	canAcceptJobs bool
}

// 实现Point接口
func (d *Driver) Lat() float64 { return d.lat }
func (d *Driver) Lon() float64 { return d.lon }
func (d *Driver) Id() string   { return d.id }

func main() {
	// 创建点索引，分辨率为0.5公里
	index := geoindex.NewPointsIndex(geoindex.Km(0.5))

	// 添加点到索引中
	index.Add(&Driver{lat: 51.51, lon: -0.08, id: "driver1", canAcceptJobs: true})
	index.Add(&Driver{lat: 51.52, lon: -0.07, id: "driver2", canAcceptJobs: false})
	index.Add(&Driver{lat: 51.53, lon: -0.09, id: "driver3", canAcceptJobs: true})

	// 移除一个点
	index.Remove("driver2")

	// 查询5公里范围内最近的5个可接单司机
	center := &geoindex.GeoPoint{Id: "center", Lat: 51.511, Lon: -0.081}
	points := index.KNearest(
		center,
		5,
		geoindex.Km(5),
		func(p geoindex.Point) bool {
			return p.(*Driver).canAcceptJobs
		},
	)

	// 打印结果
	for _, point := range points {
		driver := point.(*Driver)
		fmt.Printf("找到司机: ID=%s, 纬度=%.3f, 经度=%.3f\n", driver.id, driver.lat, driver.lon)
	}

	// 范围查询
	topLeft := &geoindex.GeoPoint{Lat: 51.515, Lon: -0.085}
	bottomRight := &geoindex.GeoPoint{Lat: 51.505, Lon: -0.075}
	pointsInRange := index.Range(topLeft, bottomRight)
	fmt.Printf("范围内找到%d个点\n", len(pointsInRange))
}

API说明

基本操作

// 创建点索引，分辨率为0.5公里
index := NewPointsIndex(Km(0.5))

// 添加点
index.Add(&Driver{"id1", lat, lng, true})

// 移除点
index.Remove("id1")

// K最近邻查询
points := index.KNearest(&GeoPoint{id, lat, lng}, 5, Km(5), func(p Point) bool {
    return p.(*Driver).canAcceptJobs
})

// 范围查询
points := index.Range(topLeftPoint, bottomRightPoint)

索引类型

go-geoindex提供了多种索引类型：

NewPointsIndex(Km(0.5)) // 创建维护点的索引
NewExpiringPointsIndex(Km(0.5), Minutes(5)) // 创建会过期的点索引
NewCountIndex(Km(0.5)) // 创建维护点计数的索引
NewExpiringCountIndex(Km(0.5), Minutes(15)) // 创建会过期的计数索引
NewClusteringIndex() // 创建在不同缩放级别聚类点的索引，用于地图显示
NewExpiringClusteringIndex(Minutes(15)) // 创建会过期并在不同缩放级别聚类的索引

性能基准

以下是go-geoindex的性能基准测试结果：

BenchmarkClusterIndexAdd                    500000          5395 ns/op
BenchmarkClusterIndexStreetRange            100000         22207 ns/op
BenchmarkClusterIndexCityRange              100000         16389 ns/op
BenchmarkClusterIndexEuropeRange            50000          36559 ns/op

BenchmarkExpiringClusterIndexAdd            300000          7124 ns/op
BenchmarkExpiringClusterIndexStreetRange    50000          27030 ns/op
BenchmarkExpiringClusterIndexCityRange      100000         22185 ns/op
BenchmarkExpiringClusterIndexEuropeRange    30000          52080 ns/op

BenchmarkCountIndexAdd                      1000000         1670 ns/op
BenchmarkCountIndexCityRange                100000         20325 ns/op

BenchmarkExpiringCountIndexAdd              500000          2808 ns/op
BenchmarkExpiringCountIndexRange            50000          35791 ns/op

BenchmarkPointIndexRange                    100000         15945 ns/op
BenchmarkPointIndexAdd                      1000000         2416 ns/op
BenchmarkPointIndexKNearest                 100000         13788 ns/op

BenchmarkExpiringPointIndexAdd              500000          4324 ns/op
BenchmarkExpiringPointIndexKNearest         100000         15638 ns/op
BenchmarkExpiringPointIndexRange            100000         20386 ns/op

这些基准测试展示了go-geoindex在各种操作上的性能表现，包括添加点、范围查询和K最近邻查询等。