POJ 3335 半平面交與多邊形的核

2021-06-23 09:43:33 字數 2884 閱讀 5344

半平面,指的就是一條直線把乙個平面分成了兩個半平面…… 如果有好幾條這樣的直線,就會有很多個半平面,我們有的時候會求他們的交。

半平面交乙個很有用的用處是求多邊形的核。所謂多邊形的核,就是指多邊形中的一塊區域,在這個區域裡面放乙個燈泡,這個燈泡轉一周,能照亮這個多邊形裡所有的地方。稍微想想就會知道,凸多邊形一定是有核的,而且就是它本身,但是凹多邊形就未必有核了。比如這個多邊形

藍色的區域就是它的核,但是如果你站在淡黃色點的話,叉子的那一部分你就看不到了。

怎麼求乙個多邊形的核呢?有這樣乙個演算法:

1. 將所有點逆時針/順時針排序,到底是逆時針還是順時針很關鍵,影響到後面符號的判斷。

2. 維護乙個點集合kernel,這個點集合所包含的點就是這個多邊形的核;

3. 對於原多邊形的每條邊構成的直線line,掃一下所有的點,如果點i就在對於這條線而言的多邊形內部,那麼點i直接就加入kernel集合;

否則,考慮點i旁邊的兩個點i+1, i-1, 對每個點判斷,如果它在對現在直線line而言的多邊形內部,那麼乙個在外部的點i和乙個在內部的點j必然會與現在這條直線相交,相交的點加入kernel;

這裡,如何判斷「乙個點對一條直線而言,是在多邊形的內部還是外部」呢? 

對於p1p2兩點構成的直線,我們用這個函式將其寫成ax + by + c = 0的形式:

void get_equation(point p1,point p2,double &a,double &b,double &c)

然後,將當前點代入ax + by + c,如果是順時針排的,則如果結果大於0,就是在內部,如果是逆時針排的,結果小於0即是在內部。

4. 最後留在kernel集合內的點,就是我們要求的核的邊界點。

這個演算法的道理其實就是半平面交,因為對於每一條邊而言,它的「多邊形內部」就是乙個半平面,比如乙個正方形abcd,對ab邊所在直線而言,只有一邊是在多邊形內的,當然也只有從這個區域才能看見ab邊。所以演算法實際上求的就是多邊形內部能看到每條邊的區域的交。

我們可以用「凹」字模擬一下這個演算法:

把8個點這麼編號,這裡是按照逆時針編號的。

首先,看12所在直線,顯然對於12而言,所有點都在他的內部,於是kernel = 所有點;

之後看23,對23而言,恰好在其直線上和在其下方的點是在他的內部,同樣kernel = 所有點;

看34, 就不一樣了。顯然5678都不在對他而言的多邊形的內部,因為能看到34的多邊形區域是

之後便按個檢查,下方那個點是在檢查8點時,發現1點(8號點相鄰的點)在內部,於是1-8 和 3-4 交點入kernel。

現在kernel是1234x, x是新來的交點。

之後檢查45,你會發現藍色區域又變小了(懶得畫了,變到只剩下右下角了),然後檢查56的時候,就沒有了。於是我們知道這個圖形沒有核。

演算法複雜度是n平方的,聽說有nlgn做法,不過這個n平方的我就想了半天……

貼個**吧

#include#include#include#include#include#define d(x) cout<

return 1;

return -1;

}struct point

; point(double _x, double _y)

point operator +(const point &b) const

point operator -(const point &b) const

double operator ^(const point &b) const };

point ori_point[110]; // origin set

point point[110]; // kernel set

int p_point=0;

void getline(point p1, point p2, double &a, double &b, double &c)

point intersection(point p1,point p2,double a,double b,double c)

point tp[110];

void cut(double a, double b, double c, point p, int &cnt)

if( sgn (a*p[i+1].x + b*p[i+1].y + c) < 0)

tp[++tmp] = intersection(p[i],p[i+1],a,b,c);

} }

for(int i = 1;i <= tmp;i++)

p[0] = p[tmp];

p[tmp+1] = p[1];

cnt = tmp;

}int n;

int t;

void init()

int main()

point[n+1] = point[1];

point[0] = point[n];

memcpy(ori_point, point, sizeof(point));

p_point = n;

for(i=1;i<=n; i++)

if(p_point>0)

printf("yes\n");

else

printf("no\n");

} system("pause");

return 0;

}

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