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Java 实现 Redis中的GEO数据结构

news 2025/8/23 1:37:28

Java 实现 Redis中的GEO数据结构

LBS （基于位置信息服务（Location-Based Service，LBS））应用访问的数据是和人

或物关联的一组经纬度信息，而且要能查询相邻的经纬度范围，GEO 就非常适合应用在

LBS 服务的场景中


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;// 定义一个表示地理位置的类，用于存储地理位置的相关信息
public class GeoLocation {// 成员名称，用于标识这个地理位置，比如某个地点的名称private String member;// 地理位置的经度private double longitude;// 地理位置的纬度private double latitude;// 构造函数，用于初始化 GeoLocation 对象// 参数 member 为成员名称，longitude 为经度，latitude 为纬度public GeoLocation(String member, double longitude, double latitude) {this.member = member;this.longitude = longitude;this.latitude = latitude;}// 获取成员名称的方法public String getMember() {return member;}// 获取经度的方法public double getLongitude() {return longitude;}// 获取纬度的方法public double getLatitude() {return latitude;}
}// 定义一个用于计算两个地理位置之间距离的工具类class GeoDistanceCalculator {// 地球的平均半径，单位为千米，在计算距离时会用到private static final int EARTH_RADIUS = 6371;// 静态方法，使用 Haversine 公式计算两个经纬度之间的距离// 参数 lat1 和 lon1 是第一个地点的纬度和经度// 参数 lat2 和 lon2 是第二个地点的纬度和经度public static double calculateDistance(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) {// 计算两个纬度之间差值的弧度double dLat = Math.toRadians(lat2 - lat1);// 计算两个经度之间差值的弧度double dLon = Math.toRadians(lon2 - lon1);// 将第一个地点的纬度转换为弧度lat1 = Math.toRadians(lat1);// 将第二个地点的纬度转换为弧度lat2 = Math.toRadians(lat2);// Haversine 公式的一部分，用于计算球面距离double a = Math.sin(dLat / 2) * Math.sin(dLat / 2) +Math.sin(dLon / 2) * Math.sin(dLon / 2) * Math.cos(lat1) * Math.cos(lat2);// 计算反三角函数，得到球面距离的弧度值double c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1 - a));// 最终距离等于地球半径乘以弧度值return EARTH_RADIUS * c;}
}// 定义一个模拟 Redis Geo 数据结构的类，用于管理地理位置信息class GeoDataStructure {// 用于存储所有地理位置信息的列表private List<GeoLocation> locations;// 构造函数，初始化存储地理位置信息的列表public GeoDataStructure() {this.locations = new ArrayList<>();}// 向数据结构中添加一个新的地理位置信息// 参数 member 为成员名称，longitude 为经度，latitude 为纬度public void addLocation(String member, double longitude, double latitude) {// 创建一个新的 GeoLocation 对象GeoLocation location = new GeoLocation(member, longitude, latitude);// 将新的地理位置信息添加到列表中locations.add(location);}// 根据给定的经纬度和距离范围，查找附近的成员// 参数 longitude 和 latitude 是查询的中心点的经度和纬度// 参数 distance 是查询的距离范围，单位为千米public List<String> findNearbyMembers(double longitude, double latitude, double distance) {// 用于存储附近成员名称的列表List<String> nearbyMembers = new ArrayList<>();// 遍历所有存储的地理位置信息for (GeoLocation location : locations) {// 计算当前地理位置与查询中心点之间的距离double dist = GeoDistanceCalculator.calculateDistance(latitude, longitude,location.getLatitude(), location.getLongitude());// 如果计算出的距离小于等于查询的距离范围if (dist <= distance) {// 将该地理位置的成员名称添加到附近成员列表中nearbyMembers.add(location.getMember());}}// 返回附近成员列表return nearbyMembers;}
}// 测试 GeoDataStructure 类功能的测试类class GeoDataStructureTest {public static void main(String[] args) {// 创建一个 GeoDataStructure 对象，用于管理地理位置信息GeoDataStructure geoData = new GeoDataStructure();// 向 GeoDataStructure 对象中添加一些地理位置信息// 这里添加了三个地点，分别是 place1、place2 和 place3geoData.addLocation("place1", 116.4074, 39.9042);geoData.addLocation("place2", 121.4737, 31.2304);geoData.addLocation("place3", 113.2644, 23.1291);// 定义查询的中心点的经度double targetLongitude = 116.4074;// 定义查询的中心点的纬度double targetLatitude = 39.9042;// 定义查询的距离范围，单位为千米double searchDistance = 10000;// 调用 findNearbyMembers 方法，查找附近的成员List<String> nearbyMembers = geoData.findNearbyMembers(targetLongitude, targetLatitude, searchDistance);// 输出附近的成员名称列表System.out.println("附近的地点: " + nearbyMembers);}
}