POJ 3862 POJ 3528 HDU 3662 HDU 4273 三维凸包问题解决模板
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1 # include <stdio.h> 2 # include <algorithm> 3 # include <string.h> 4 # include <math.h> 5 # include <stdlib.h> 6 using namespace std; 7 8 const int MAXN = 550; 9 const double eps = 1e - 8; 10 11 struct Point // 空间三维点 12 { 13 double x, y, z; 14 // 构造函数 15 Point(){} 16 Point(double xx, double yy, double zz):x(xx),y(yy),z(zz){} 17 //两向量之差 18 Point operator -(const Point p1) 19 { 20 return Point(x-p1.x,y-p1.y,z-p1.z); 21 } 22 //两向量之和 23 Point operator +(const Point p1) 24 { 25 return Point(x+p1.x,y+p1.y,z+p1.z); 26 } 27 //叉乘 28 Point operator *(const Point p) 29 { 30 return Point(y*p.z-z*p.y,z*p.x-x*p.z,x*p.y-y*p.x); 31 } 32 // 向量*k 33 Point operator *(double d) 34 { 35 return Point(x*d, y*d, z*d); 36 } 37 // 向量/k 38 Point operator / (double d) 39 { 40 return Point(x/d,y/d,z/d); 41 } 42 //向量的点乘 43 double operator ^(Point p) 44 { 45 return (x*p.x+y*p.y+z*p.z); 46 } 47 }; 48 49 struct CH3D 50 { 51 struct face 52 { 53 //表示凸包一个面上的三个点的编号 54 int a, b, c; 55 //表示该面是否属于最终凸包上的面 56 bool ok; 57 }; 58 //初始顶点数 59 int n; 60 //初始顶点 61 Point P[MAXN]; 62 //凸包表面的三角形数 63 int num; 64 //凸包表面的三角形 65 face F[8 * MAXN]; 66 //凸包表面的三角形 67 int g[MAXN][MAXN]; 68 //向量长度 69 double vlen(Point a) 70 { 71 return sqrt(a.x*a.x+a.y*a.y+a.z*a.z); 72 } 73 //叉乘 74 Point cross(const Point &a, const Point &b, const Point &c) 75 { 76 return Point((b.y-a.y)*(c.z-a.z)-(b.z-a.z)*(c.y-a.y), 77 (b.z-a.z)*(c.x-a.x)-(b.x-a.x)*(c.z-a.z), 78 (b.x-a.x)*(c.y-a.y)-(b.y-a.y)*(c.x-a.x) 79 ); 80 } 81 //三角形面积*2 82 double area(Point a, Point b, Point c) 83 { 84 return vlen((b-a)*(c-a)); 85 } 86 //四面体有向体积 * 6 87 double volume(Point a,Point b,Point c,Point d) 88 { 89 return (b-a)*(c-a)^(d-a); 90 } 91 //正:点在面同向 92 double dblcmp(Point &p,face &f) 93 { 94 Point m=P[f.b]-P[f.a]; 95 Point n=P[f.c]-P[f.a]; 96 Point t=p-P[f.a]; 97 return (m*n)^t; 98 } 99 void deal(int p,int a,int b) 100 { 101 int f=g[a][b];//搜索与该边相邻的另一个平面 102 face add; 103 if(F[f].ok) 104 { 105 if(dblcmp(P[p],F[f])>eps) 106 dfs(p,f); 107 else 108 { 109 add.a=b; 110 add.b=a; 111 add.c=p;//这里注意顺序,要成右手系 112 add.ok=true; 113 g[p][b]=g[a][p]=g[b][a]=num; 114 F[num++]=add; 115 } 116 } 117 } 118 void dfs(int p,int now)//递归搜索所有应该从凸包内删除的面 119 { 120 F[now].ok=0; 121 deal(p,F[now].b,F[now].a); 122 deal(p,F[now].c,F[now].b); 123 deal(p,F[now].a,F[now].c); 124 } 125 bool same(int s,int t) 126 { 127 Point &a=P[F[s].a]; 128 Point &b=P[F[s].b]; 129 Point &c=P[F[s].c]; 130 return fabs(volume(a,b,c,P[F[t].a]))<eps && 131 fabs(volume(a,b,c,P[F[t].b]))<eps && 132 fabs(volume(a,b,c,P[F[t].c]))<eps; 133 } 134 //构建三维凸包 135 void create() 136 { 137 int i,j,tmp; 138 face add; 139 140 num=0; 141 if(n<4)return; 142 //********************************************** 143 //此段是为了保证前四个点不共面 144 bool flag=true; 145 for(i=1;i<n;i++) 146 { 147 if(vlen(P[0]-P[i])>eps) 148 { 149 swap(P[1],P[i]); 150 flag=false; 151 break; 152 } 153 } 154 if(flag)return; 155 flag=true; 156 //使前三个点不共线 157 for(i=2;i<n;i++) 158 { 159 if(vlen((P[0]-P[1])*(P[1]-P[i]))>eps) 160 { 161 swap(P[2],P[i]); 162 flag=false; 163 break; 164 } 165 } 166 if(flag)return; 167 flag=true; 168 //使前四个点不共面 169 for(int i=3;i<n;i++) 170 { 171 if(fabs((P[0]-P[1])*(P[1]-P[2])^(P[0]-P[i]))>eps) 172 { 173 swap(P[3],P[i]); 174 flag=false; 175 break; 176 } 177 } 178 if(flag)return; 179 //***************************************** 180 for(i=0;i<4;i++) 181 { 182 add.a=(i+1)%4; 183 add.b=(i+2)%4; 184 add.c=(i+3)%4; 185 add.ok=true; 186 if(dblcmp(P[i],add)>0)swap(add.b,add.c); 187 g[add.a][add.b]=g[add.b][add.c]=g[add.c][add.a]=num; 188 F[num++]=add; 189 } 190 for(i=4;i<n;i++) 191 { 192 for(j=0;j<num;j++) 193 { 194 if(F[j].ok&&dblcmp(P[i],F[j])>eps) 195 { 196 dfs(i,j); 197 break; 198 } 199 } 200 } 201 tmp=num; 202 for(i=num=0;i<tmp;i++) 203 if(F[i].ok) 204 F[num++]=F[i]; 205 206 } 207 //表面积 208 double area() 209 { 210 double res=0; 211 if(n==3) 212 { 213 Point p=cross(P[0],P[1],P[2]); 214 res=vlen(p)/2.0; 215 return res; 216 } 217 for(int i=0;i<num;i++) 218 res+=area(P[F[i].a],P[F[i].b],P[F[i].c]); 219 return res/2.0; 220 } 221 double volume() 222 { 223 double res=0; 224 Point tmp(0,0,0); 225 for(int i=0;i<num;i++) 226 res+=volume(tmp,P[F[i].a],P[F[i].b],P[F[i].c]); 227 return fabs(res/6.0); 228 } 229 //表面三角形个数 230 int triangle() 231 { 232 return num; 233 } 234 //表面多边形个数 235 int polygon() 236 { 237 int i,j,res,flag; 238 for(i=res=0;i<num;i++) 239 { 240 flag=1; 241 for(j=0;j<i;j++) 242 if(same(i,j)) 243 { 244 flag=0; 245 break; 246 } 247 res+=flag; 248 } 249 return res; 250 } 251 //三维凸包重心 252 Point barycenter() 253 { 254 Point ans(0,0,0),o(0,0,0); 255 double all=0; 256 for(int i=0;i<num;i++) 257 { 258 double vol=volume(o,P[F[i].a],P[F[i].b],P[F[i].c]); 259 ans=ans+(o+P[F[i].a]+P[F[i].b]+P[F[i].c])/4.0*vol; 260 all+=vol; 261 } 262 ans=ans/all; 263 return ans; 264 } 265 //点到面的距离 266 double ptoface(Point p,int i) 267 { 268 return fabs(volume(P[F[i].a],P[F[i].b],P[F[i].c],p)/vlen((P[F[i].b]-P[F[i].a])*(P[F[i].c]-P[F[i].a]))); 269 } 270 }; 271 CH3D hull; 272 int main() 273 { 274 while(scanf("%d", &hull.n) == 1) 275 { 276 for(int i = 0; i < hull.n; i++) 277 { 278 scanf("%lf%lf%lf", &hull.P[i].x, &hull.P[i].y, &hull.P[i].z); 279 } 280 hull.create(); 281 printf("%d\n",hull.polygon()); 282 } 283 return 0; 284 }
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先输入点,再创建,和调用类一模一样
转载于:https://www.cnblogs.com/lyf-acm/p/5823686.html
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