道格拉斯·普克算法 JAVA实现

作用：

假如现在有个需求，后端计算出来一条路线规划，路线是由无数个坐标点组成，但是其中大部分连起来都是直线，那直线中有用的点也就起始点和终点，中间的全部点都是可以省略的。

原理：

对一条路径的起点和终点做一条直线，计算其余全部点到直线的距离，并找出最大距离，若最大距离比阈值小，则去掉全部中间点，若距离比阈值大，则保留当前点，以当前点为界，分成左右两条路径，重复前面的过程，直到所有的距离都小于阈值，就完事了，所以阈值越大，点越稀少，阈值越小，路径越接近真实的。

1、坐标点实体

package com.pet.utils;import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;@Data
@AllArgsConstructor
class Coordinate {private double x;private double y;
}

2、抽稀

阈值应大于等于1，阈值越大，路径越简单，阈值越小，路径越全。

package com.pet.utils;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class DouglasUtil {public static void main(String[] args) {List<Coordinate> points = new ArrayList<>();points.add(new Coordinate(1, 2));points.add(new Coordinate(2, 2));points.add(new Coordinate(3, 4));points.add(new Coordinate(4, -5));points.add(new Coordinate(5, 3));points.add(new Coordinate(6, 3));points.add(new Coordinate(7, 5));points.add(new Coordinate(8, 2));points.add(new Coordinate(9, 0));points.add(new Coordinate(10, 9));points.add(new Coordinate(11, 5));for (Coordinate p : douglas(points, 1)) {System.out.print("(" + p.getX() + "," + p.getY() + ") ");}}private static List<Coordinate> douglas(List<Coordinate> points, int threshold) {List<Coordinate> result = new ArrayList<>();// 找到最大阈值点double maxH = 0;int index = 0;int end = points.size();for (int i = 1; i < end - 1; i++) {// 计算点到起点和终点组成线段的高double h = getDistance(points.get(i), points.get(0), points.get(end - 1));if (h > maxH) {maxH = h;index = i;}}// 如果存在最大阈值点，就进行递归遍历出所有最大阈值点return getCoordinates(points, threshold, maxH, index, end, result);}private static List<Coordinate> getCoordinates(List<Coordinate> points, int epsilon, double maxH, int index, int end, List<Coordinate> result) {if (maxH > epsilon) {List<Coordinate> leftPoints = new ArrayList<>();List<Coordinate> rightPoints = new ArrayList<>();// 分成两半 继续找比阈值大的for (int i = 0; i < end; i++) {if (i < index) {leftPoints.add(points.get(i));} else {rightPoints.add(points.get(i));}}List<Coordinate> leftResult = douglas(leftPoints, epsilon);List<Coordinate> rightResult = douglas(rightPoints, epsilon);rightResult.remove(0);leftResult.addAll(rightResult);result = leftResult;} else {result.add(points.get(0));result.add(points.get(end - 1));}return result;}/*** 计算点到直线的距离*/private static double getDistance(Coordinate p, Coordinate s, Coordinate e) {double AB = distance(s, e);double CB = distance(p, s);double CA = distance(p, e);// 三角形面积double S = helen(CB, CA, AB);// 三角形面积 = AB（底） * 高 / 2// 所以 高 = 2 * 三角形面积 / AB（底）return 2 * S / AB;}/*** 计算两点之间的距离*/private static double distance(Coordinate p1, Coordinate p2) {double x1 = p1.getX();double y1 = p1.getY();double x2 = p2.getX();double y2 = p2.getY();return Math.sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2) + (y1 - y2) * (y1 - y2));}/*** 三角形面积*/private static double helen(double CB, double CA, double AB) {double p = (CB + CA + AB) / 2;return Math.sqrt(p * (p - CB) * (p - CA) * (p - AB));}
}

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