HDU 1086 You can Solve a Geometry Problem too(判断线段相交)

本文介绍了一个简单的几何问题:计算给定线段集合中所有交点的数量,并允许在相同点处的多次相交计入总数。通过解析输入数据并利用向量乘积判断线段是否相交来实现。

You can Solve a Geometry Problem too

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Problem Description
Many geometry(几何)problems were designed in the ACM/ICPC. And now, I also prepare a geometry problem for this final exam. According to the experience of many ACMers, geometry problems are always much trouble, but this problem is very easy, after all we are now attending an exam, not a contest :)
Give you N (1<=N<=100) segments(线段), please output the number of all intersections(交点). You should count repeatedly if M (M>2) segments intersect at the same point.

Note:
You can assume that two segments would not intersect at more than one point. 
 

Input
Input contains multiple test cases. Each test case contains a integer N (1=N<=100) in a line first, and then N lines follow. Each line describes one segment with four float values x1, y1, x2, y2 which are coordinates of the segment’s ending. 
A test case starting with 0 terminates the input and this test case is not to be processed.
 

Output
For each case, print the number of intersections, and one line one case.
 

Sample Input
2
0.00 0.00 1.00 1.00
0.00 1.00 1.00 0.00
3
0.00 0.00 1.00 1.00
0.00 1.00 1.00 0.000
0.00 0.00 1.00 0.00
0
 

Sample Output
1
3

可以重复计数,就是说把每个线段与其余线段比较,相交就+1.

#include<string.h>
#include<stdio.h>
using namespace std;
struct point{
	double x,y;
};
struct node
{
	point s,e;
}mat[105];
double product(point &a,point &b,point &c)
{
	double x1,y1,x2,y2;
	x1=a.x-c.x;
	y1=a.y-c.y;
	x2=b.x-c.x;
	y2=b.y-c.y;
	return (x1*y2-x2*y1);
}
int main()
{
	int n;
	while(~scanf("%d",&n)&&n)
	{
		node s1,t1;
		for(int i=0;i<n;i++)
		scanf("%lf%lf%lf%lf",&mat[i].s.x,&mat[i].s.y,&mat[i].e.x,&mat[i].e.y);
		int sum=0;
		for(int i=0;i<n-1;i++)
			for(int j=i+1;j<n;j++)
		if(product(mat[i].s,mat[i].e,mat[j].s)*product(mat[i].s,mat[i].e,mat[j].e)<=0&&product(mat[j].s,mat[j].e,mat[i].s)*product(mat[j].s,mat[j].e,mat[i].e)<=0)
		{//相交 
			sum++;
		}
		printf("%d\n",sum);
	}
	return 0;
}

HDU(Hangzhou Dianzi University)OJ 中经常涉及到几何计算的问题,其中“判断两条线段是否相交”是一个经典的算法问题。以下是关于如何判断线段是否相交的基本思路及其实现步骤: ### 判断两条线段相交的核心思想 可以利用向量叉积以及端点位置的关系来确定两条线段是否相交。 #### 具体步骤: 1. **定义基本概念** - 假设两条线段分别为 `AB` 和 `CD`。 - 使用二维平面中的坐标表示各顶点:A(x₁,y₁), B(x₂,y₂),C(x₃,y₃) ,D(x₄,y₄)。 2. **叉积的作用** 叉积可以帮助我们了解两点相对于一条直线的位置关系。 对于三个点 P、Q、R ,我们可以用叉乘 `(Q-P)x(R-P)` 来检测 R 是否在 QP 直线的一侧还是另一侧。 如果结果为正数,则表明顺时针;如果负则逆时针;若等于0则共线。 3. **快速排斥实验** 首先做一个矩形包围盒测试——即检查两个线段所在的最小外接矩形是否有重叠区域。如果没有重叠直接判定为不相交。 4. **跨立试验 (Cross-over Test)** 确认每个线段的两端分别位于另一个线段两侧即可认为它们交叉了。这通过上述提到过的叉积运算完成。 5. **特殊情况处理** 包含但不限于如下的几种情况需要单独讨论: - 完全重合的部分; - 存在一个公共端点但并不完全穿过等边缘状况。 6. **代码框架示例(Pseudo code):** ```python def cross_product(p1,p2,p3): return (p2[0]-p1[0])*(p3[1]-p1[1])-(p2[1]-p1[1])*(p3[0]-p1[0]) def on_segment(p,q,r): if ((q[0] <= max(p[0], r[0])) and (q[0] >= min(p[0], r[0])) and (q[1] <= max(p[1], r[1])) and (q[1] >= min(p[1], r[1]))): return True; return False; def do_segments_intersect(A,B,C,D): # 计算四个方向的叉积值 o1 = cross_product(A, C, B) o2 = cross_product(A, D, B) o3 = cross_product(C, A, D) o4 = cross_product(C, B, D) # 标准情况判断 if(o1 !=o2 && o3!=o4): return True # 特殊情况逐一验证... ``` 7. 最终结合所有条件得出结论。
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