java经纬度凸包graham_凸包算法(Graham扫描法)详解
先说下基础知识,不然不好理解后面的东西
两向量的X乘p1(x1,y1),p2(x2,y2)
p1Xp2如果小于零则说明 p1在p2的逆时针方向
如果大于零则说明 p1在p2的顺时针方向
structnode{doublex,y;
node friendoperator -(node a,node b)//对减法符号进行重载
{return {a.x-b.x,a.y-b.y};
}
}p[10000],s[10000];doubleX(node a,node b){return a.x*b.y-a.y*b.x;
}
这个方法很有用处。比如判断一个点是否在一条线段的左边还是右边,可以用X乘来判断,或者判断两条线段是否相交
接着说说凸包 Graham扫描法
1.在平面上一些散乱的点,首先 找找到这些点中处于最左下方的点
for(int i=1;i<=N;i++)
cin>>p[i].x>>p[i].y;int k=1;for(int i=2;i<=N;i++)
{if(p[i].y
k=i;
}
swap(p[1],p[k]);
2.对这些点进行排序。把按照极角(polar angle)从小到大排序(以 p1为极点),极角相同的点按照到的距离从小到大排序。
intcmp(node a,node b)
{double x=X(a-p[1],b-p[1]);//以p[1]为极点,通过X乘来判断
if(x>0) return 1;//让a处于b的顺时针
if(x==0&&dis(a,p[1])
return 0;
}
sort(p+2,p+N+1,cmp);
3.再开一个结构体数组s 来储存凸包最外围的点,也就是结果,这个有点容易让人搞迷。
遍历剩下的点,while循环把发现不是凸包顶点的点移除出去,因为当逆时针遍历凸包时,我们应该在每个顶点向左转。因此当while循环发现在一个顶点处没有向左转时,就把该顶点移除出去。
至于如何判断向左向右则是根据叉积来判断,前面我们已经解决过这个问题了
doublemulti(node a,node b,node c)
{return X(b-a,c-a);
}
s[1]=p[1];
s[2]=p[2];int t=2;for(int i=3;i<=N;i++)
{//发现在栈里边一个顶点处没有向左转时,就把该顶点移除出去
while(t>=2&&multi(s[t-1],s[t],p[i])<=0) t--;
s[++t]=p[i];
}
这个是求凸包的周长的
hdu1392 http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1392
算是模板题吧
#include
using namespacestd;structpoint{doublex,y;
point friendoperator -(point a,point b)
{return {a.x-b.x,a.y-b.y};}
}p[105],s[105];doubledis(point a,point b)
{
point c=a-b;return sqrt(c.x*c.x+c.y*c.y);
}doubleX(point a,point b)
{return a.x*b.y-a.y*b.x;
}intcmp(point a,point b)
{double x=X(a-p[1],b-p[1]);if(x>0) return 1;if(x==0&&dis(a,p[1])
}doublemulti(point p1,point p2,point p3)
{return X(p2-p1,p3-p1);
}intmain()
{intN;while(scanf("%d",&N),N)
{for(int i=1;i<=N;i++) cin>>p[i].x>>p[i].y;if(N==1)
{
printf("0.00\n");continue;
}else if(N==2)
{
printf("%.2lf\n",dis(p[1],p[2]));continue;
}int k=1;for(int i=2;i<=N;i++)if(p[i].y
swap(p[1],p[k]);
sort(p+2,p+1+N,cmp);
s[1]=p[1];
s[2]=p[2];int t=2;for(int i=3;i<=N;i++)
{while(t>=2&&multi(s[t-1],s[t],p[i])<=0) t--;
s[++t]=p[i];
}double sum=0;for(int i=1;i
{
sum+=dis(s[i],s[i+1]);
}
printf("%.2lf\n",sum+dis(s[1],s[t]));
}return 0;
}
emmm 再来个求任意多边形的面积
structPoint {doublex, y;
};//计算任意多边形的面积,顶点按照顺时针或者逆时针方向排列
double polygon_area(Point *p, intn)
{if(n < 3) return 0;double sum = 0;
p[n+ 1] = p[1];for(int i = 1; i <= n; i++)
sum+= p[i].x * p[i + 1].y - p[i].y * p[i + 1].x;//可以理解为不管这个多边形在哪,都以原点为分割点,就算原点在外面也可以算出,因为有正负可以抵消掉多余的
sum= fabs(sum / 2.0);returnsum;
}
再来个求面积均匀的多边形重心
需要把多边形以p[0]为分界点 分成n-2个三角形,求出这些三角形的重心(i,j),乘以该三角形的面积,如上图公式
#include
using namespacestd;structnode{doublex,y;
node friendoperator -(node a,node b)
{return {a.x-b.x,a.y-b.y};
}double friend operator *(node a,node b)//对*进行重载 node*node 相当于X乘
{return a.x*b.y-a.y*b.x;
}
}a[1000010];intmain()
{intt;
cin>>t;while(t--)
{intn;
cin>>n;for(int i=1;i<=n;i++) cin>>a[i].x>>a[i].y;double S=0,X=0,Y=0;for(int i=2;i
{double x=(a[i]-a[1])*(a[i+1]-a[1]);//这个乘和下面的不一样,这时X乘,求出三角形面积
X+=(a[1].x+a[i].x+a[i+1].x)*x;//重心(没除以3)乘以面积
Y+=(a[1].y+a[i].y+a[i+1].y)*x;
S+=x;
}
printf("%.2lf %.2lf\n",X/S/(double)3,Y/S/(double)3);//除以3为重心
}return 0;
}
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