点在多边形内算法，C#判断一个点是否在一个复杂多边形的内部

来源：互联网发布：2017网络统考报名时间编辑：程序博客网时间：2024/05/16 06:13

判断一点是否在不规则图像的内部算法，如下图是由一个个点组成的不规则图像，判断某一点是否在不规则矩形内部，先上效果图

算法实现如下,算法简单，亲试有效

    public class PositionAlgorithmHelper    {        /// <summary>        /// 判断当前位置是否在不规则形状里面        /// </summary>        /// <param name="nvert">不规则形状的定点数</param>        /// <param name="vertx">当前x坐标</param>        /// <param name="verty">当前y坐标</param>        /// <param name="testx">不规则形状x坐标集合</param>        /// <param name="testy">不规则形状y坐标集合</param>        /// <returns></returns>        public static bool PositionPnpoly(int nvert, List<double> vertx, List<double> verty, double testx, double testy)        {            int i, j, c = 0;            for (i = 0, j = nvert - 1; i < nvert; j = i++)            {                if (((verty[i] > testy) != (verty[j] > testy)) && (testx < (vertx[j] - vertx[i]) * (testy - verty[i]) / (verty[j] - verty[i]) + vertx[i]))                {                    c = 1 + c; ;                }            }            if (c % 2 == 0)            {                return false;            }            else            {                return true;            }        }    }

用上图坐标进行测试：

    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            test1();        }        /// <summary>        /// test1        /// </summary>        public static void test1()        {            //不规则图像坐标            List<Position> position = new List<Position>();            position.Add(new Position() { x = 6, y = 0 });            position.Add(new Position() { x = 10, y = 2 });            position.Add(new Position() { x = 16, y = 2 });            position.Add(new Position() { x = 20, y = 6 });            position.Add(new Position() { x = 14, y = 10 });            position.Add(new Position() { x = 16, y = 6 });            position.Add(new Position() { x = 12, y = 6 });            position.Add(new Position() { x = 14, y = 8 });            position.Add(new Position() { x = 10, y = 8 });            position.Add(new Position() { x = 8, y = 6 });            position.Add(new Position() { x = 12, y = 4 });            position.Add(new Position() { x = 6, y = 4 });            position.Add(new Position() { x = 8, y = 2 });            //用户当前位置坐标            List<Position> userPositions = new List<Position>();            userPositions.Add(new Position() { x = 14, y = 4 });            userPositions.Add(new Position() { x = 15, y = 4 });            userPositions.Add(new Position() { x = 10, y = 6 });            userPositions.Add(new Position() { x = 8, y = 5 });            //不规则图像x坐标集合            List<double> xList = position.Select(x => x.x).ToList();            //不规则图像y坐标集合            List<double> yList = position.Select(x => x.y).ToList();            foreach (var userPosition in userPositions)            {                bool result = PositionAlgorithmHelper.PositionPnpoly(position.Count, xList, yList, userPosition.x, userPosition.y);                if (result)                {                    Console.WriteLine(string.Format("{0},{1}【在】坐标内", userPosition.x, userPosition.y));                }                else                {                    Console.WriteLine(string.Format("{0},{1}【不在】坐标内", userPosition.x, userPosition.y));                }            }        }    }

另外两种方式：

        /// <summary>          /// 判断点是否在多边形内.          /// ----------原理----------          /// 注意到如果从P作水平向左的射线的话，如果P在多边形内部，那么这条射线与多边形的交点必为奇数，          /// 如果P在多边形外部，则交点个数必为偶数(0也在内)。          /// 所以，我们可以顺序考虑多边形的每条边，求出交点的总个数。还有一些特殊情况要考虑。假如考虑边(P1,P2)，          /// 1)如果射线正好穿过P1或者P2,那么这个交点会被算作2次，处理办法是如果P的从坐标与P1,P2中较小的纵坐标相同，则直接忽略这种情况          /// 2)如果射线水平，则射线要么与其无交点，要么有无数个，这种情况也直接忽略。          /// 3)如果射线竖直，而P0的横坐标小于P1,P2的横坐标，则必然相交。          /// 4)再判断相交之前，先判断P是否在边(P1,P2)的上面，如果在，则直接得出结论：P再多边形内部。          /// </summary>          /// <param name="checkPoint">要判断的点</param>          /// <param name="polygonPoints">多边形的顶点</param>          /// <returns></returns>          public static bool IsInPolygon2(Position checkPoint, List<Position> polygonPoints)        {            int counter = 0;            int i;            double xinters;            Position p1, p2;            int pointCount = polygonPoints.Count;            p1 = polygonPoints[0];            for (i = 1; i <= pointCount; i++)            {                p2 = polygonPoints[i % pointCount];                if (checkPoint.y > Math.Min(p1.y, p2.y)//校验点的Y大于线段端点的最小Y                      && checkPoint.y <= Math.Max(p1.y, p2.y))//校验点的Y小于线段端点的最大Y                  {                    if (checkPoint.x <= Math.Max(p1.x, p2.x))//校验点的X小于等线段端点的最大X(使用校验点的左射线判断).                      {                        if (p1.y != p2.y)//线段不平行于X轴                          {                            xinters = (checkPoint.y - p1.y) * (p2.x - p1.x) / (p2.y - p1.y) + p1.x;                            if (p1.x == p2.x || checkPoint.x <= xinters)                            {                                counter++;                            }                        }                    }                }                p1 = p2;            }            if (counter % 2 == 0)            {                return false;            }            else            {                return true;            }        }        /// <summary>          /// 判断点是否在多边形内.          /// ----------原理----------          /// 注意到如果从P作水平向左的射线的话，如果P在多边形内部，那么这条射线与多边形的交点必为奇数，          /// 如果P在多边形外部，则交点个数必为偶数(0也在内)。          /// </summary>          /// <param name="checkPoint">要判断的点</param>          /// <param name="polygonPoints">多边形的顶点</param>          /// <returns></returns>          public static bool IsInPolygon(Position checkPoint, List<Position> polygonPoints)        {            bool inside = false;            int pointCount = polygonPoints.Count;            Position p1, p2;            for (int i = 0, j = pointCount - 1; i < pointCount; j = i, i++)//第一个点和最后一个点作为第一条线，之后是第一个点和第二个点作为第二条线，之后是第二个点与第三个点，第三个点与第四个点...              {                p1 = polygonPoints[i];                p2 = polygonPoints[j];                if (checkPoint.y < p2.y)                {//p2在射线之上                      if (p1.y <= checkPoint.y)                    {//p1正好在射线中或者射线下方                          if ((checkPoint.y - p1.y) * (p2.x - p1.x) > (checkPoint.x - p1.x) * (p2.y - p1.y))//斜率判断,在P1和P2之间且在P1P2右侧                          {                            //射线与多边形交点为奇数时则在多边形之内，若为偶数个交点时则在多边形之外。                              //由于inside初始值为false，即交点数为零。所以当有第一个交点时，则必为奇数，则在内部，此时为inside=(!inside)                              //所以当有第二个交点时，则必为偶数，则在外部，此时为inside=(!inside)                              inside = (!inside);                        }                    }                }                else if (checkPoint.y < p1.y)                {                    //p2正好在射线中或者在射线下方，p1在射线上                      if ((checkPoint.y - p1.y) * (p2.x - p1.x) < (checkPoint.x - p1.x) * (p2.y - p1.y))//斜率判断,在P1和P2之间且在P1P2右侧                      {                        inside = (!inside);                    }                }            }            return inside;        }

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