码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

挑战程序设计竞赛 3.6 与平面和空间打交道的计算几何

时间:2017-03-16 20:09:39      阅读:195      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:范围   线段   空间   log   else   ace   处理   stars   and   

 

POJ 1981:Circle and Points

/*
    题目大意:给出平面上一些点,问一个半径为1的圆最多可以覆盖几个点
    题解:我们对于每个点画半径为1的圆,那么在两圆交弧上的点所画的圆,一定可以覆盖这两个点
    我们对于每个点计算出其和其它点的交弧,对这些交弧计算起末位置对于圆心的极角,
    对这些我们进行扫描线操作,统计最大交集数量就是答案。
*/
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath> 
#include <cstring>
using namespace std;
double EPS=1e-10;
double add(double a,double b){
    if(abs(a+b)<EPS*(abs(a)+abs(b)))return 0;
    return a+b;
}
const int MAX_N=310;
struct P{
    double x,y;
    P(){}
    P(double x,double y):x(x),y(y){}
    P operator + (P p){return P(add(x,p.x),add(y,p.y));}
    P operator - (P p){return P(add(x,-p.x),add(y,-p.y));}
    P operator * (double d){return P(x*d,y*d);}
    double dot(P p){return add(x*p.x,y*p.y);} //点积
    double det(P p){return add(x*p.y,-y*p.x);}  //叉积
}ps[MAX_N];
double dist(P p,P q){return sqrt((p-q).dot(p-q));}
struct PolarAngle{
    double angle;
    bool flag;
}as[MAX_N];
bool cmp_a(PolarAngle a,PolarAngle b){
	return a.angle<b.angle;
}
int solve(int n,double r){
    int ans=1;
    for(int i=0;i<n;i++){
        int m=0; double d;
        for(int j=0;j<n;j++){
            if(i!=j&&(d=dist(ps[i],ps[j]))<=2*r){
                double phi=acos(d/2);
                double theta=atan2(ps[j].y-ps[i].y,ps[j].x-ps[i].x);
                as[m].angle=theta-phi,as[m++].flag=1;
                as[m].angle=theta+phi,as[m++].flag=0;
            }
        }sort(as,as+m,cmp_a);
        for(int sum=1,j=0;j<m;j++){
            if(as[j].flag)sum++;
            else sum--;
            ans=max(ans,sum);
        }
    }return ans;
}
int N;
int main(){
    while(scanf("%d",&N),N){
        for(int i=0;i<N;i++)scanf("%lf%lf",&ps[i].x,&ps[i].y);
        printf("%d\n",solve(N,1.0));
    }return 0;
}

POJ 1418:Viva Confetti

/*
    给出一些圆的位置和半径以及叠放次序,问能看到的有几个圆
*/
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <complex>
#include <vector>
#include <cstdio> 
using namespace std;
typedef complex<double> P;
#define M_PI 3.14159265358979323846
const double EPS=4E-13;
double Tran(double r){
    while(r<0.0)r+=2*M_PI;
    while(r>=2*M_PI)r-=2*M_PI;
    return r;
}
int hit_test(P p,vector<P>&points,vector<double> &rs){
    for(int i=rs.size()-1;i>=0;i--){
        if(abs(points[i]-p)<rs[i])return i;
    }return -1;
}
int n;
int main(){
    while(scanf("%d",&n),n){
        vector<P> points;
        vector<double> rs;
        for(int i=0;i<n;i++){
            double x,y,r;
            scanf("%lf%lf%lf",&x,&y,&r);
            points.push_back(P(x,y));
            rs.push_back(r);
        }vector<bool> visible(n,false);
        for(int i=0;i<n;i++){
            vector<double> rads;
            rads.push_back(0.0);
            rads.push_back(2.0*M_PI);
            for(int j=0;j<n;j++){
                double a=rs[i],b=abs(points[j]-points[i]),c=rs[j];
                if(a+b<c||a+c<b||b+c<a)continue;
                double d=arg(points[j]-points[i]);
                double e=acos((a*a+b*b-c*c)/(2*a*b));
                rads.push_back(Tran(d+e));
                rads.push_back(Tran(d-e));
            }sort(rads.begin(),rads.end());
			      for(int j=0;j<rads.size()-1;j++){
				        double rad=(rads[j+1]+rads[j])/2.0;
				        for(int k=-1;k<=1;k+=2){
					          int t=hit_test(P(points[i].real()+(rs[i]+EPS*k)*cos(rad),points[i].imag()+(rs[i]+EPS*k)*sin(rad)),points,rs);
					          if(t!=-1)visible[t]=true;
				        }
			      }
        }printf("%d\n",count(visible.begin(),visible.end(),true));
    }return 0;
}

AOJ 2201:Immortal Jewels

/*
    题目大意:给出一些圆,求一条直线最多与几个圆相切
    题解:我们枚举任意两个圆的切线,然后计算与这条切线相切的圆的数目即可。
*/
#include <iostream>
#include <vector>
#include <complex>
#include <cmath>
#include <algorithm>
using namespace std;
typedef complex<double> P;
const double PI=acos(-1);
const double EPS=1e-12;
int cmp(double a,double b){
	  const double diff=a-b;
	  if(fabs(diff)<EPS)return 0;
	  else if(diff<0)return -1;
	  else return 1;
}
inline double dot(const P &a, const P &b){
	  return a.real()*b.real()+a.imag()*b.imag();
}
inline double cross(const P &a, const P &b){
    return a.real()*b.imag()-b.real()*a.imag();
}
struct line{
    P a,b;
    line(){}
    line(const P &p,const P &q):a(p),b(q){}
	  // 是否平行
	  inline bool parallel(const line &ln) const{
		    return abs(cross(ln.b-ln.a,b-a))<EPS;	
		    //平行叉乘得到向量的模是0,也就是sin(theta)=0<->theta=0
	  }
	  // 是否相交
	  inline bool intersects(const line &ln) const{
		    return !parallel(ln);
	  }
	  // 求交点
	  inline P intersection(const line &ln) const{
	      const P x=b-a;
	      const P y=ln.b-ln.a;
	      return a+x*(cross(y,ln.a-a))/cross(y,x);
	  }
	  // 点到直线的距离
	  inline double distance(const P &p) const{
	      return abs(cross(p-a,b-a))/abs(b-a);
	  }
	  // 求垂足坐标
	  inline P perpendicular(const P &p) const{
	      const double t=dot(p-a,a-b)/dot(b-a,b-a);
		    return a+t*(a-b);
		}
};
struct circle{
    P o;
    double r;
    circle(){}
    circle(const P &p,double x):o(p),r(x){}
    // 通过点 p 的两条切线
    pair<P,P> tangent(const P &p)const{
        const double L=abs(o-p);
        const double M=sqrt(L*L-r*r);
        const double theta=asin(r/L);
        const P v=(o-p)/L;
        return make_pair(p+M*(v*polar(1.0,theta)),p+M*(v*polar(1.0,-theta)));
	  }
	  // 两个半径相等圆的两条平行外切线
	  pair<line,line> outer_tangent_parallel(const circle &c) const{
	      const P d=o-c.o;
	      const P v=d*P(0,1)*r/abs(d);
	      return make_pair(line(o+v,c.o+v),line(o-v,c.o-v));
	  }
	  // 两个圆外切线
	  pair<line,line> outer_tangent(const circle &c) const{
	      if(cmp(r,c.r)==0)return outer_tangent_parallel(c);
	      if(r>c.r)return c.outer_tangent(*this);
	      const P d=o-c.o;
	      const double fact=c.r/r-1;
	      const P base=c.o+d+d/fact;
	      const pair<P, P> t=tangent(base);
	      return make_pair(line(base,t.first),line(base,t.second));
	  }
	  // 内切线
	  pair<line,line> inner_tangent(const circle &c) const{
	      if(r>c.r)return c.inner_tangent(*this);
	      const P d=c.o-o;
	      const double fact=c.r/r+1;
	      const P base=o+d/fact;
	      const pair<P,P> t=tangent(base);
	      return make_pair(line(base,t.first),line(base,t.second));
	  }
	  // 是否相交
	  inline bool intersects(const circle &c) const{
		    return !contains(c)&&!c.contains(*this)&&cmp(abs(o-c.o),r+c.r)<=0;
	  }
	  // 是否相离
	  inline bool independent(const circle &c) const{
	      return cmp(abs(o-c.o),r+c.r)>0;
	  }
	  // 两个圆的交点
	  pair<P,P> intersection(const circle &c) const{
	      const double d=abs(o-c.o);
	      const double cos_=(d*d+r*r-c.r*c.r)/(2*d);
	      const double sin_=sqrt(r*r-cos_*cos_);
	      const P e=(c.o-o)/d;
	      return make_pair(o+e*P(cos_,sin_),o+e* P(cos_,-sin_));
	  }
	  // 是否包含圆c
	  inline bool contains(const circle &c) const{
	      return cmp(abs(o-c.o)+c.r,r)<0;
	  }
	  // 是否相交
	  inline bool intersects(const line &ln) const{
	      return cmp(abs(ln.distance(o)),r)<=0;
	  }
	  // 圆心到直线的距离
	  inline double distance(const line &ln) const{
		    return abs(ln.distance(o));
	  }
	  // 圆与直线的交点
	  pair<P,P> intersection(const line &ln) const{
	      const P h=ln.perpendicular(o);
	      const double d=abs(h-o);
	      P ab=ln.b-ln.a;
	      ab/=abs(ab);
	      const double l=sqrt(r*r-d*d);
	      return make_pair(h+l*ab,h-l*ab);
	  }
};
void enum_event(const circle &c1,const circle &c2,vector<line> &lines){
	  if(c1.independent(c2)){
		    pair<line,line> outer=c1.outer_tangent(c2);
		    lines.push_back(outer.first);
		    lines.push_back(outer.second);
		    pair<line,line> inner = c1.inner_tangent(c2);
		    lines.push_back(inner.first);
		    lines.push_back(inner.second);
		}else if (c1.intersects(c2)){
		    pair<line,line> outer=c1.outer_tangent(c2);
		    lines.push_back(outer.first);
		    lines.push_back(outer.second);
		    pair<P,P> inter=c1.intersection(c2);
		    lines.push_back(line(inter.first,inter.second));	
		    // 此时内切线不存在,使用交点形成的线代替
		}
}
bool solve(){
    int N;
    scanf("%d",&N);
    if(!N)return false;
    vector<pair<circle,circle> > jewels;
    vector<line> lines;
    for(int i=0;i<N;i++){
        double x,y,r,m;
        scanf("%lf%lf%lf%lf",&x,&y,&r,&m);
        const P center(x,y);
        pair<circle,circle> jewel=make_pair(circle(center,r),circle(center,r+m));
        for(const auto &other:jewels){
            enum_event(jewel.first,other.first,lines);
            enum_event(jewel.first,other.second,lines);
            enum_event(jewel.second,other.first,lines);
            enum_event(jewel.second,other.second,lines);
        }jewels.push_back(jewel);
    }int ans=1;
    for(auto &l:lines){
        int cnt=count_if(jewels.begin(),jewels.end(),[&](const pair<circle,circle> &j){	// [&] 按引用捕获在lambda表达式所在函数的函数体中提及的全部自动储存持续性变量
            return cmp(j.first.r, j.first.distance(l))<=0&&cmp(j.second.r,j.second.distance(l))>=0;	// 在磁力圆范围内且不在本体范围内
        });
        ans=max(ans, cnt);
    }printf("%d\n",ans);
    return 1;
}
int main(){
	  while(solve());
	  return 0;
}

POJ 3168:Barn Expansion

/*
    题目大意:给出一些矩形,没有相交和包含的情况,只有相切的情况
    问有多少个矩形没有相切或者边角重叠
    题解:我们将所有的与x轴平行的线段和与y周平行的线段分开处理,判断是否出现重合
    对重合的两个矩形进行标识,最后没有被标识过的矩形数目就是答案。
*/
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <cstring>
using namespace std;
const int N=30010;
struct data{
    int id,d,x,y;
    data(){}; 
    data(int _d,int _x,int _y,int _id):d(_d),x(_x),y(_y),id(_id){}
};
vector<data> sx,sy;
bool vis[N];
bool cmp(data a,data b){
    if(a.d!=b.d)return a.d<b.d;
    if(a.x!=b.x)return a.x<b.x;
    return a.y<b.y;
}
int n,a,b,c,d;
void solve(){
    sx.clear();sy.clear();
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    for(int i=0;i<n;i++){
        scanf("%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d);
        sy.push_back(data(b,a,c,i));
        sy.push_back(data(d,a,c,i));  
        sx.push_back(data(a,b,d,i));  
        sx.push_back(data(c,b,d,i));
    }sort(sx.begin(),sx.end(),cmp);
    sort(sy.begin(),sy.end(),cmp);
    int t=sy[0].y;
    for(int i=1;i<sy.size();i++){
        if(sy[i-1].d==sy[i].d){
            if(t>=sy[i].x){
                vis[sy[i].id]=vis[sy[i-1].id]=1;
            }
        }else t=sy[i].y;
        t=max(sy[i].y,t);
    }t=sx[0].y;
    for(int i=1;i<sx.size();i++){
        if(sx[i-1].d==sx[i].d){
            if(t>=sx[i].x){
                vis[sx[i].id]=vis[sx[i-1].id]=1;
            }
        }else t=sx[i].y;
        t=max(sx[i].y,t);
    }int ans=0;
    for(int i=0;i<n;i++)if(!vis[i])ans++;
    printf("%d\n",ans);
}
int main(){
    while(~scanf("%d",&n))solve();
    return 0;
}

POJ 3293:Rectilinear polygon

/*
    题目大意:给出一些点,每个点只能向外引出一条平行X轴,和Y轴的边,
    问能否构成一个闭多边形,如果能,返回多边形的总边长,否则返回-1
    题解:我们发现对于每一行或者每一列都必须有偶数个点,且两两之间相邻才能满足条件
    所以我们将其连线之后判断是否可以构成一个封闭图形,同时还需要判断这些线是否会相交,
    如果相交即不成立
*/
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N=100010; 
struct Point{int x,y,id;}p[N];
struct Line{
    int d,x,y;
    Line(){}
    Line(int _d,int _x,int _y):d(_d),x(_x),y(_y){}
}l[N];
int cmp_x(Point a,Point b){
    if(a.x==b.x)return a.y<b.y;
    return a.x<b.x;
}
int cmp_y(Point a,Point b){
    if(a.y==b.y)return a.x<b.x;
    return a.y<b.y;
}
int con[N][2],n,ln,T;
int Check(Point a,Point b){
    int y=a.y,x1=a.x,x2=b.x;
    for(int i=0;i<ln;i++){
        if(x1<l[i].d&&x2>l[i].d&&l[i].x<y&&l[i].y>y)return 1;
    }return 0;
}
int main(){
    scanf("%d",&T);
    while(T--){
        scanf("%d",&n);
        for(int i=0;i<n;i++){
            scanf("%d%d",&p[i].x,&p[i].y);
            p[i].id=i;
        }int s=0,cnt=1,flag=0;
        ln=0;
        sort(p,p+n,cmp_x);
        for(int i=1;i<n&&!flag;i++){
            if(p[i].x!=p[i-1].x){
                if(cnt&1)flag=1;
                cnt=1;
            }else{
                cnt++;
                if((cnt&1)==0){
                    s+=p[i].y-p[i-1].y;
                    con[p[i].id][0]=p[i-1].id;
                    con[p[i-1].id][0]=p[i].id;
                    l[ln++]=Line(p[i].x,p[i-1].y,p[i].y);
                }
            }
        }sort(p,p+n,cmp_y);
        cnt=1;
        for(int i=1;i<n&&!flag;i++){
            if(p[i].y!=p[i-1].y){
                if(cnt&1)flag=1;
                cnt=1;
            }
            else{
                cnt++;
                if((cnt&1)==0){
                    s+=p[i].x-p[i-1].x;
                    con[p[i].id][1]=p[i-1].id;
                    con[p[i-1].id][1]=p[i].id;
                    if(Check(p[i-1],p[i]))flag=1;
                }
            }
        }int t=1,x=0,c=0;
        for(;;){
            x=con[x][t];
            t^=1; c++;
            if(x==0||flag)break;
        }if(c!=n)flag=1;
        if(flag)puts("-1");
        else printf("%d\n",s);
    }return 0;
}

POJ 2482:Stars in Your Window

/*
    题目大意:给出一些点的二维坐标和权值,求用一个长H,宽W的矩形能框住的最大权值之和,
    在矩形边缘的点不计算在内
    题解:我们计算能扫到这个点的区间范围,将其拆分为两条平行于y轴的左闭右开的直线,
    为方便边界处理,我们将坐标扩大两倍,之后我们按照x轴对这些线段进行扫描
    统计出现的最大值即可。
*/
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <utility>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N=10010;
LL xs[N],ys[N],X[N<<1],Y[N<<1];
int cs[N],tag[N<<3],T[N<<3];
pair<pair<int,int>,pair<int,int> >event[N<<1];
void update(int L,int R,int v,int x,int l,int r){
    if(L<=l&&r<=R){T[x]+=v;tag[x]+=v;return;}
    int mid=(l+r)>>1;
    if(L<=mid)update(L,R,v,x<<1,l,mid);
    if(mid<R)update(L,R,v,x<<1|1,mid+1,r);
    T[x]=max(T[x<<1],T[x<<1|1])+tag[x];
}
int n,W,H;
void solve(){
    for(int i=0;i<n;i++){
        scanf("%lld%lld%d",xs+i,ys+i,cs+i);
        xs[i]<<=1; ys[i]<<=1;
    }
    for(int i=0;i<n;i++){
        X[i<<1]=xs[i]-W; X[i<<1|1]=xs[i]+W;
        Y[i<<1]=ys[i]-H; Y[i<<1|1]=ys[i]-1+H;
    }sort(X,X+n*2);sort(Y,Y+n*2);
    for(int i=0;i<n;i++){
        event[i<<1]=make_pair(make_pair(lower_bound(X,X+n*2,xs[i]-W)-X,cs[i]),make_pair(lower_bound(Y,Y+n*2,ys[i]-H)-Y,lower_bound(Y,Y+n*2,ys[i]+H-1)-Y));
        event[i<<1|1]=make_pair(make_pair(lower_bound(X,X+n*2,xs[i]+W)-X,-cs[i]),make_pair(lower_bound(Y,Y+n*2,ys[i]-H)-Y,lower_bound(Y,Y+n*2,ys[i]+H-1)-Y));
    }sort(event,event+n*2);
		int ans=0;
		for(int i=0;i<n*2;i++){	
			  update(event[i].second.first,event[i].second.second,event[i].first.second,1,0,n*2);
			  ans=max(ans,T[1]);
		}printf("%d\n",ans);
}
int main(){
    while(~scanf("%d%d%d",&n,&W,&H))solve();
    return 0;
}

POJ 1113:Wall

/*
    题目大意:给出一个城堡,要求求出距城堡距离大于L的地方建围墙将城堡围起来求所要围墙的长度
    题解:画图易得答案为凸包的周长加一个圆的周长。
*/
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <vector>
using namespace std;
double EPS=1e-10;
const double PI=acos(-1.0);
double add(double a,double b){
    if(abs(a+b)<EPS*(abs(a)+abs(b)))return 0;
    return a+b;
}
struct P{
    double x,y;
    P(){}
    P(double x,double y):x(x),y(y){}
    P operator + (P p){return P(add(x,p.x),add(y,p.y));}
    P operator - (P p){return P(add(x,-p.x),add(y,-p.y));}
    P operator * (double d){return P(x*d,y*d);}
    double dot(P p){return add(x*p.x,y*p.y);} //点积
    double det(P p){return add(x*p.y,-y*p.x);}  //叉积
};
bool cmp_x(const P& p,const P& q){
    if(p.x!=q.x)return p.x<q.x;
    return p.y<q.y;  
}
vector<P> convex_hull(P* ps,int n){
    sort(ps,ps+n,cmp_x);
    int k=0;
    vector<P> qs(n*2);
    for(int i=0;i<n;i++){
        while((k>1)&&(qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)k--;
        qs[k++]=ps[i];
    }
    for(int i=n-2,t=k;i>=0;i--){
        while(k>t&&(qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)k--;
        qs[k++]=ps[i];
    }qs.resize(k-1);
    return qs;
}
double dist(P p,P q){return sqrt((p-q).dot(p-q));}
const int MAX_N=1000;
int N,L;
P ps[MAX_N];
vector<P> con;
void solve(){
    for(int i=0;i<N;i++)scanf("%lf%lf",&ps[i].x,&ps[i].y);
    con=convex_hull(ps,N);
    double res=0;
    for(int i=0;i<con.size()-1;i++)res+=dist(con[i],con[i+1]);
    res+=dist(con[0],con[con.size()-1]);
    res+=2*PI*L;
    printf("%d\n",(int)(res+0.5));
}
int main(){
    while(~scanf("%d%d",&N,&L))solve();
    return 0;
}

POJ 1912:A highway and the seven dwarfs

/*
    题目大意:给出一些点,表示一些屋子,这些屋子共同组成了村庄,现在要建一些高速公路
    问是否经过了村庄。
    题解:这些屋子的关键点一定在凸包上,所以我们只要求出凸包,判断是否和线相交即可
    我们求出与高速公路相近和近似相反的向量,判断连线是否与这条公路相交即可。
*/
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <vector>
using namespace std;
double EPS=1e-10;
const double PI=acos(-1.0);
double add(double a,double b){
    if(abs(a+b)<EPS*(abs(a)+abs(b)))return 0;
    return a+b;
}
struct P{
    double x,y;
    P(){}
    P(double x,double y):x(x),y(y){}
    P operator + (P p){return P(add(x,p.x),add(y,p.y));}
    P operator - (P p){return P(add(x,-p.x),add(y,-p.y));}
    P operator * (double d){return P(x*d,y*d);}
    double dot(P p){return add(x*p.x,y*p.y);} //点积
    double det(P p){return add(x*p.y,-y*p.x);}  //叉积
};
bool cmp_x(const P& p,const P& q){
    if(p.x!=q.x)return p.x<q.x;
    return p.y<q.y;  
}
vector<P> convex_hull(P* ps,int n){
    sort(ps,ps+n,cmp_x);
    int k=0;
    vector<P> qs(n*2);
    for(int i=0;i<n;i++){
        while((k>1)&&(qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)k--;
        qs[k++]=ps[i];
    }
    for(int i=n-2,t=k;i>=0;i--){
        while(k>t&&(qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)k--;
        qs[k++]=ps[i];
    }qs.resize(k-1);
    return qs;
}
double dist(P p,P q){return sqrt((p-q).dot(p-q));}
double normalize(double r){
	  if(r<-PI/2.0+EPS)r+=PI*2;
	  return r;
}
double atan2(const P& p){
    return normalize(atan2(p.y, p.x));
}
bool double_cmp(double a,double b){
    return a+EPS<b;
}
const int MAX_N=100010;
int N,n;
P ps[MAX_N];
double as[MAX_N];
void solve(){
    for(int i=0;i<N;i++)scanf("%lf%lf",&ps[i].x,&ps[i].y);
    vector<P> chs;
    if(N>1){
        chs=convex_hull(ps,N);
        n=chs.size();
        chs.push_back(chs[0]);
    }
    for(int i=0;i<n;i++)as[i]=atan2(chs[i+1]-chs[i]);
    sort(as,as+n,double_cmp);
    P p1,p2;
    while(~scanf("%lf%lf%lf%lf",&p1.x,&p1.y,&p2.x,&p2.y)){
        if(N<2){puts("GOOD");continue;}
        int x=upper_bound(as,as+n,atan2(p2-p1),double_cmp)-as;
        int y=upper_bound(as,as+n,atan2(p1-p2),double_cmp)-as;
        puts((((p2-p1).det(chs[x]-p1)*(p2-p1).det(chs[y]-p1)>-EPS))?"GOOD":"BAD");
    }
}
int main(){
    while(~scanf("%d",&N))solve();
    return 0;
}

POJ 3608:Bridge Across Islands

/*
    题目大意:求出两个凸包之间的最短距离
    题解:我们先找到一个凸包的上顶点和一个凸包的下定点,以这两个点为起点向下一个点画线,
    做旋转卡壳,答案一定包含在这个过程中
*/
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <vector>
using namespace std;
double EPS=1e-10;
const double INF=0x3F3F3F3F;
const double PI=acos(-1.0);
double add(double a,double b){
    if(abs(a+b)<EPS*(abs(a)+abs(b)))return 0;
    return a+b;
}
struct P{
    double x,y;
    P(){}
    P(double x,double y):x(x),y(y){}
    P operator + (P p){return P(add(x,p.x),add(y,p.y));}
    P operator - (P p){return P(add(x,-p.x),add(y,-p.y));}
    P operator * (double d){return P(x*d,y*d);}
    double dot(P p){return add(x*p.x,y*p.y);} //点积
    double det(P p){return add(x*p.y,-y*p.x);}  //叉积
};
bool cmp_y(const P& p,const P& q){
    if(p.y!=q.y)return p.y<q.y;
    return p.x<q.x;  
}
double dist(P p,P q){return sqrt((p-q).dot(p-q));}
double cross(P a, P b,P c){return(b-a).det(c-a);}
double multi(P a,P b,P c){return(b-a).dot(c-a);}
// 点到线段距离 
double point_to_line(P a,P b,P c){
    if(dist(a,b)<EPS)return dist(b,c);
    if(multi(a,b,c)<-EPS)return dist(a,c);
    if(multi(b,a,c)<-EPS)return dist(b,c);
    return fabs(cross(a,b,c)/dist(a,b));
}
// 线段到线段距离 
double line_to_line(P A,P B,P C,P D){
    double a=point_to_line(A,B,C);
    double b=point_to_line(A,B,D);
    double c=point_to_line(C,D,A);
    double d=point_to_line(C,D,B);
    return min(min(a,b),min(c,d));
}
void anticlockwise_sort(P* p,int N){
    for(int i=0;i<N-2;i++){
        double tmp=cross(p[i],p[i+1],p[i+2]);
        if(tmp>EPS)return;
        else if(tmp<-EPS){
            reverse(p,p+N);
            return;
        }
    }
}
const int MAX_N=10000;
int n,m;
P ps[MAX_N],qs[MAX_N];
void solve(){
    for(int i=0;i<n;i++)scanf("%lf%lf",&ps[i].x,&ps[i].y);
    for(int i=0;i<m;i++)scanf("%lf%lf",&qs[i].x,&qs[i].y);
    anticlockwise_sort(ps,n);
		anticlockwise_sort(qs,m);
		int i=0,j=0;
		for(int k=0;k<n;k++)if(!cmp_y(ps[i],ps[k]))i=k;
    for(int k=0;k<n;k++)if(cmp_y(qs[j],qs[k]))j=k;
    double res=INF;
    ps[n]=ps[0]; qs[m]=qs[0];
    for(int k=0;k<n;k++){
    	while(cross(ps[i+1],qs[j+1],ps[i])-cross(ps[i+1],qs[j],ps[i])>EPS)j=(j+1)%m;
        res=min(res,line_to_line(ps[i],ps[i+1],qs[j],qs[j+1]));
        i=(i+1)%n;
    }printf("%.5lf\n",res);	
}
int main(){
    while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&n+m)solve();
    return 0;
}

POJ 2079:Triangle

/*
    题目大意:给出一些点,求出能组成的最大面积的三角形
    题解:最大三角形一定位于凸包上,因此我们先求凸包,再在凸包上计算,
    因为三角形在枚举了一条固定边之后,图形面积随着另一个点的位置变换先变大后变小
    因此我们发现面积递减之后就移动固定边。
*/
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <vector>
using namespace std;
double EPS=1e-10;
const double PI=acos(-1.0);
double add(double a,double b){
    if(abs(a+b)<EPS*(abs(a)+abs(b)))return 0;
    return a+b;
}
struct P{
    double x,y;
    P(){}
    P(double x,double y):x(x),y(y){}
    P operator + (P p){return P(add(x,p.x),add(y,p.y));}
    P operator - (P p){return P(add(x,-p.x),add(y,-p.y));}
    P operator * (double d){return P(x*d,y*d);}
    double dot(P p){return add(x*p.x,y*p.y);} //点积
    double det(P p){return add(x*p.y,-y*p.x);}  //叉积
};
bool cmp_x(const P& p,const P& q){
    if(p.x!=q.x)return p.x<q.x;
    return p.y<q.y;  
}
vector<P> convex_hull(P* ps,int n){
    sort(ps,ps+n,cmp_x);
    int k=0;
    vector<P> qs(n*2);
    for(int i=0;i<n;i++){
        while((k>1)&&(qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)k--;
        qs[k++]=ps[i];
    }
    for(int i=n-2,t=k;i>=0;i--){
        while(k>t&&(qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)k--;
        qs[k++]=ps[i];
    }qs.resize(k-1);
    return qs;
}
double cross(P A,P B,P C){return(B-A).det(C-A);}
const int MAX_N=50010;
int N;
P ps[MAX_N];
void solve(){
    for(int i=0;i<N;i++)scanf("%lf%lf",&ps[i].x,&ps[i].y);
    vector<P> qs=convex_hull(ps,N);
    N=qs.size(); int ans=0;
    for(int i=1;i<(N+1)/2;i++){ //枚举跨度 
        int p1=(i+1)%N;
        for(int p3=0;p3<N;p3++){
            int p2=(p3+i)%N;
            int prev=abs(cross(qs[p3],qs[p2],qs[p1]));
            for(++p1;p1!=p2&&p1!=p3;++p1){
                if(p1==N)p1=0;
                int cur=abs(cross(qs[p3],qs[p2],qs[p1]));
                ans=max(ans,prev);
                if(cur<=prev)break;
                prev=cur;
            }--p1;
            if(p1==-1)p1+=N;
        }
    }printf("%d.%s\n",ans/2,ans%2==1?"50":"00");
}
int main(){
    while(~scanf("%d",&N)&&N>0)solve();
    return 0;
}

POJ 3246:Game

/*
    题目大意:给出一些点,请删去一个点,使得包围这些点用的线长最短
    题解:去掉的点肯定是凸包上的点,所以枚举凸包上的点去掉,再计算面积即可。
*/
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <cstring>
using namespace std;
struct P{
    int x,y;
    int id;
    P(){}
    P(double x,double y):x(x),y(y){}
    P operator + (P p){return P(x+p.x,y+p.y);}
    P operator - (P p){return P(x-p.x,y-p.y);}
    P operator * (double d){return P(x*d,y*d);}
    int dot(P p){return x*p.x+y*p.y;} //点积
    int det(P p){return x*p.y-y*p.x;}  //叉积
};
bool cmp_x(const P& p,const P& q){
    if(p.x!=q.x)return p.x<q.x;
    return p.y<q.y;  
}
vector<P> convex_hull(P* ps,int n){
    sort(ps,ps+n,cmp_x);
    int k=0;
    vector<P> qs(n*2);
    for(int i=0;i<n;i++){
        while((k>1)&&(qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)k--;
        qs[k++]=ps[i];
    }
    for(int i=n-2,t=k;i>=0;i--){
        while(k>t&&(qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)k--;
        qs[k++]=ps[i];
    }qs.resize(k-1);
    return qs;
}
int cross(P a, P b,P c){return(b-a).det(c-a);}
int compute_area(P A,P B,P C){
    int res=cross(A,B,C);
    if(res<0){return -res;}
    return res;
}
int compute_area(const vector<P>& ps){
    int total=0;
    for(int i=2;i<ps.size();i++){
        total+=compute_area(ps[0],ps[i-1],ps[i]);
    }return total;
}
const int MAX_N=100010;
int N;
P p[MAX_N],q[MAX_N];
void solve(){
    for(int i=0;i<N;i++){
        scanf("%d%d",&p[i].x,&p[i].y);
        p[i].id=i;
    }memcpy(q,p,N*sizeof(P));
    vector<P> ps=convex_hull(p,N);
    int ans=0x3f3f3f3f;
    for(int i=0;i<ps.size();i++){
        memcpy(p,q,N*sizeof(P));
        swap(p[ps[i].id],p[N-1]);
        ans=min(ans,compute_area(convex_hull(p,N-1)));
    }printf("%d.%s\n",ans/2,ans%2==1?"50":"00");
}
int main(){
    while(~scanf("%d",&N),N)solve();
    return 0;
}

 

挑战程序设计竞赛 3.6 与平面和空间打交道的计算几何

标签:范围   线段   空间   log   else   ace   处理   stars   and   

原文地址:http://www.cnblogs.com/forever97/p/6561153.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!