射線法判斷乙個點是否在多邊形內

2021-08-08 10:51:28 字數 1945 閱讀 3726

一、射線法

從需要判斷的點向任意方向引一條射線,計算與多邊形交點的個數,如果是偶數或0,則點在多邊形外,如果是奇數,則點在多邊形內,若點在多邊形的邊上,則需要做特殊判斷。

二、**思路

1、從需要判斷的點向x軸負方向引一條射線,判斷多邊形的每一條邊與這條射線是否有交點。需判斷的點為point p, 多邊形頂點存在vectorvpoint中,射線為 y = p.y。

2、對每一條邊的兩個頂點分別記為vpoint[i]和vpoint[j],(vpoint[i].y < p.y && vpoint[j].y >= y) || (vpoint[i].y >= y && vpoint[j].y < y)保證了射線在多邊形這條邊的y值範圍內,vpoint[i].x <= p.x || vpoint[i] <= p.x刪掉了一些肯定在需判斷的點右邊的多邊形的邊。

3、vpoint[i]和vpoint[j]這兩個頂點構成的邊上y = p.y的點的x值可以通過公式x = vpoint[i].x + (y - vpoint[i].y) / (vpoint[j].y - vpoint[i].y) * (vpoint[j].x - vpoint[i].x)計算得(高中所學,具體圖示見該**:

4、若計算出的x等於p.x,那麼需判斷的點就在多邊形的邊上;若計算出的x小於p.x,說明多邊形的邊在需判斷的點的左邊,該點引出的射線與多邊形的邊有交點;若大於,則沒有交點。

5、用bool值變數inside來進行異或操作,每有乙個交點,值就發生變化。

三、注意

1、(vpoint[i].y < p.y && vpoint[j].y >= y) || (vpoint[i].y >= y && vpoint[j].y < y)保證了公式x = vpoint[i].x + (y - vpoint[i].y) / (vpoint[j].y - vpoint[i].y) * (vpoint[j].x - vpoint[i].x)中作為除數的(vpoint[j].y - vpoint[i].y)定不會為0(若vpoint[j].y 和vpoint[i].y相等,進不了if語句)。

2、射線經過多邊形的頂點不影響結果:當射線經過多邊形的頂點時,若與頂點相連的兩條邊在射線下方,則會得出射線與該頂點相交2次;若與頂點相連的兩條邊在射線上方,則會得出射線與頂點相交0次。這是由**(vpoint[i].y < p.y && vpoint[j].y >= y) || (vpoint[i].y >= y && vpoint[j].y < y)造成。若**改為(vpoint[i].y <= p.y && vpoint[j].y > y) || (vpoint[i].y > y && vpoint[j].y <= y)則會當在射線上方時相交2次,下方時相交0次。具體的圖見該**:

四、c/c++**

#include #include #include using namespace std;

typedef struct point

;int count; //與多邊形交點個數

//判斷點是否在多邊形內(以該點為起點沿x軸負方向做一條射線)

bool ispointinpolygon(point p, vectorvpoint)

else

btmp = (dtmp < x);

inside ^= btmp;

if(btmp)

count++;

} j = i;

} return inside;

}int main()

scanf("%lf %lf", &p.x, &p.y); //輸入需要判斷的點

count = 0;

if(ispointinpolygon(p, vpoint))

printf("yes!\n");

else

printf("no!\n");

printf("%d\n", count); //輸出與多邊形交點的個數

return 0;

}

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