foj 2148 Moon Game 判断n个点有几个凸四边形 + 枚举4个点 + 判断点在三角形外
发布日期:2021-05-27 00:20:18 浏览次数:24 分类:精选文章

本文共 2838 字,大约阅读时间需要 9 分钟。

根据分析,对于给定的n个点,想要计算其中可以组成的凸四边形数目,下面提供了优化后的解答:

步骤如下:

  • 计算总的四元组数目: 使用组合公式计算从n个点中选取4个点的组合数,即C(n,4) = n*(n-1)(n-2)(n-3)/24。

  • 判断四个点是否形成凸四边形: 对每一个四元组(p, q, r, s),检查每个点是否都在其他三个点构成的三角形之外。如果有任意一个点在三角形内部,则该四元组无法形成凸四边形。

  • 使用保留外侧的点判断法: 对于每个点p,请判断它是否在由其他三个点q、r、s构成的三角形之外。具体方法是计算点p到三角形qrs的位置关系。如果p在三角形之外,则满足条件,否则不满足。

  • 避免共线情况: 在计算过程中,需要处理点在共线情况下的特殊情况,以免误判。

  • 下面的代码片段展示了如何实现这一过程:

    #include 
    #include
    #include
    #include
    struct Point {
    double x, y;
    Point(double x = 0, double y = 0) : x(x), y(y) {}
    Point operator-(Point p) const {
    return Point(add(x, -p.x), add(y, -p.y));
    }
    double operator^(Point p) const {
    return add(x * p.y - y * p.x);
    }
    double add(double a, double b) {
    return fabs(a + b) < EPS * (fabs(a) + fabs(b)) ? 0 : (a + b);
    }
    static const double EPS = 1e-9;
    };
    Point operator*(Point p, Point q) {
    return Point(p.x * q.x - p.y * q.y, p.x * q.y + p.y * q.x);
    }
    std::vector
    points;
    bool isConvex(Point p, Point q, Point r, Point s) {
    // 检查每个点是否都在其他三个点构成的三角形外侧
    if (!outsideConvex(p, q, r, s)) {
    return false;
    }
    if (!outsideConvex(q, p, r, s)) {
    return false;
    }
    if (!outsideConvex(r, p, q, s)) {
    return false;
    }
    if (!outsideConvex(s, p, q, r)) {
    return false;
    }
    return true;
    }
    bool outsideConvex(Point h, Point a, Point b, Point c) {
    // 判断点h是否在三角形abc的外侧
    double sum = area(a, b, c);
    sum += area(a, b, h);
    sum += area(b, c, h);
    sum += area(a, c, h);
    return fabs(sum) > EPS;
    }
    double area(Point a, Point b, Point c) {
    return fabs(a ^ b - a ^ c);
    }
    int main() {
    int n;
    int t = 1;
    for (--t; t > 0; --t) {
    std::cin >> n;
    if (n < 4) {
    std::cout << 0 << std::endl;
    continue;
    }
    readPoints(n);
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
    for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
    for (int k = j + 1; k < n; ++k) {
    for (int l = k + 1; l < n; ++l) {
    if (isConvex(points[i], points[j], points[k], points[l])) {
    count++;
    }
    }
    }
    }
    }
    std::cout << count << std::endl;
    }
    return 0;
    }
    // 读取点的函数
    void readPoints(int n) {
    points.clear();
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
    double x, y;
    std::cin >> x >> y;
    points.push_back(Point(x, y));
    }
    }

    关键点解释:

    • Point结构体:用于存储点的坐标,支持向量运算和点减法。
    • isConvex函数:检查四个点是否每个都在其他三个点构成的三角形之外侧,从而判断是否为凸四边形。
    • outsideConvex函数:使用面积检验的方法来判断点是否在三角形外侧,避免共线和其他特殊情况。
    • readPoints函数:读取输入的点坐标。
    • 主函数:计算四元组数,调用相关判断函数统计凸四边形数目。

    优化技巧:

    • 精度处理:使用一个小的精度值EPS来处理浮点数误差,避免不必要的误差判断。
    • 结构化代码:使你的代码易于阅读和维护,同时保持高效性。

    通过上述方法,可以正确计算n个点中能够组成的凸四边形的数目。

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