写在前面:本人还是JAVA和算法的初学者,在博客中写的代码可能比较烂,算法理解也可能不深入,只是通过博客记录一下自己的学习历程,希望大佬们能多多帮我提出意见。
概念基础:
凸包问题:凸包是一个几何概念,而求凸包则是一个图论问题。
凸包定义如下:
⒈.对于一个集合D,D中任意有限个点的凸组合的全体称为D的凸包。
⒉.对于一个集合D,所有包含D的凸集之交称为D的凸包。
我是这样理解的,对于二维坐标系下的一系列点,凸包就是我们用线来连接最外一圈的点,保证所有的点都在圈内并且线的长度要尽可能短。类比来说,就像在一块海绵板上扎上许多牙签,
用一根橡皮筋套住所有牙签,这个橡皮筋所围起来的就是这些牙签的凸包。
礼物包装算法:礼物包装算法求凸包是从凸包某一点为起始点,按某一时针方向依次寻找最外侧的点并链接。此时所有的点就像等待包装的“礼物”,围成凸包的线就是“包装纸”,像包礼物一样
以某个方向“缠绕过去”,最后所得出的就是凸包。
算法实现:在实现算法中,我是以顺时针方向,寻找与y轴正方向顺时针夹角最小的点来编写的,这要求了我的起始点必须是整个图最左下角的点,即x最小,x相同下y最小的点(或y最小,y
相同下x最小的点)。这保证了所选取的初始点一定在最终的凸包上。随后,将这一点加入凸包集合,注意为了最后能再找到这一点,仅这一点不进行标记。遍历图中尚未被标记的所有点并计算
起始点与这一点连线与y轴顺时针夹角,取夹角最小点加入凸包并标记,将新加入的这一点选为起始点,继续上述操作...直至最终找到最初的起始点,凸包完成。
代码如下:
public static Set<Point> convexHull(Set<Point> points) {
if (points.size() <= 3) {
return points;
}
Set<Point> s