凸包 +模板
来源:互联网 发布:虚拟制造软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 10:18
凸包有很多方法 而这里为只介绍Graham 扫描法
时间复杂度为 O(nlogn)
思路:Graham扫描的思想和Jarris步进法类似,也是先找到凸包上的一个点,然后从那个点开始按逆时针方向逐个找凸包上的点,但它不是利用夹角。
步骤:
1. 把所有点放在二维坐标系中,则纵坐标最小的点一定是凸包上的点,如图中的P0。
2. 把所有点的坐标平移一下,使 P0 作为原点,如上图。
3. 计算各个点相对于 P0 的幅角 α ,按从小到大的顺序对各个点排序。当 α 相同时,距离 P0 比较近的排在前面。例如上图得到的结果为 P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8。我们由几何知识可以知道,结果中第一个点 P1 和最后一个点 P8 一定是凸包上的点。
(以上是准备步骤,以下开始求凸包)
以上,我们已经知道了凸包上的第一个点 P0 和第二个点 P1,我们把它们放在栈里面。现在从步骤3求得的那个结果里,把 P1 后面的那个点拿出来做当前点,即 P2 。接下来开始找第三个点:
4. 连接P0和栈顶的那个点,得到直线 L 。看当前点是在直线 L 的右边还是左边。如果在直线的右边就执行步骤5;如果在直线上,或者在直线的左边就执行步骤6。
5. 如果在右边,则栈顶的那个元素不是凸包上的点,把栈顶元素出栈。执行步骤4。
6. 当前点是凸包上的点,把它压入栈,执行步骤7。
7. 检查当前的点 P2 是不是步骤3那个结果的最后一个元素。是最后一个元素的话就结束。如果不是的话就把 P2 后面那个点做当前点,返回步骤4。
最后,栈中的元素就是凸包上的点了。
以下为用Graham扫描法动态求解的过程:
模板(用数组模拟 毕竟数组要比栈好进行操作):
#include <bits/stdc++.h>using namespace std;const int N=1e4;double xx,yy;typedef struct P{ double x,y;}P;P p[N],s[N];double compare(P a,P b,P c) //叉积{ return (b.x-a.x)*(c.y-a.y)-(c.x-a.x)*(b.y-a.y);}bool cmp(P a,P b) //排序函数根据这个规则排序{ P c; c.x=xx; c.y=yy; if(compare(c,a,b)==0) return a.x<b.x; else return compare(c,a,b)>0;}double bian(P a,P b) //求边的长度{ return sqrt((a.x-b.x)*(a.x-b.x)+(b.y-a.y)*(b.y-a.y));}int main(){ int n; while(cin>>n&&n) { int k; int top=1; yy=1e9; for(int i=0;i<n;i++) { cin>>p[i].x>>p[i].y; if(yy>p[i].y) //找y最小的点 将其作为极点 { yy=p[i].y; xx=p[i].x; k=i; } } p[k]=p[0]; sort(p+1,p+n,cmp); //极角排序 s[0].x=xx; s[0].y=yy; s[1]=p[1]; for(int i=2;i<n;) { if(top&&(compare(s[top-1],s[top],p[i])<0)) top--; else s[++top]=p[i++]; } double ans1=0; for(int i=0;i<=top;i++) //遍历求构成三角形最大的面积 for(int j=i+1;j<=top;j++) for(int k=j+1;k<=top;k++) ans1=max(ans1,compare(s[j],s[k],s[i])); printf("%.2lf\n",0.5*ans1); /* double ans[N]; // 求凸多边形周长 s[++top]=s[0]; for(int i=0; i<top; i++) ans[i]=bian(s[i],s[i+1]); double sum=0; for(int i=0; i<top; i++) { sum+=ans[i]; } printf("%.2lf\n",sum);*/} return 0;}
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