[POJ2826]An Easy Problem?!(计算几何-细节/距离)

本文介绍了一种计算两条线段在垂直落雨情况下能够积累水量的方法。通过判断线段是否相交及其相对位置,利用点到直线的距离公式,确定积水区域,并计算积水体积。

题目:

我是超链接

题意:

给出两条线段,雨水从空中竖直落下,问线段上能积多少水。

题解:

一道特判超~~~多的题目,下见注释咯
这道题精度会有-0.00?!加个fabs吧。

这题的题解。。。真是敷衍啊
那就加个对于距离的讲解吧,虽然这个题没有用
点到直线的距离(用面积法啦)【如果a旋转到b是逆时针,则叉积为正,否则叉积为负】

double DisDL(Point P,Point A,Point B)
{
    Vector v=B-A,w=P-A;
    return fabs(Cross(v,w)/Len(v));
}

点到线段的距离?如果做垂直能在直线上,那就是点到直线的距离,否则就是到某个端点的距离
用点积做比较简单【如果a b夹角大于90度,点积为负,小于90度,点积为正】

double DisTS(Point P,Point A,Point B)
{
    if (A==B) return Len(P-A);
    Vector v=B-A,w=P-A,u=P-B;
    if (dcmp(Dot(v,w))<0) return Len(w);
    else if (dcmp(Dot(v,u))>0) return Len(u);
    else return fabs(Cross(v,w)/Len(v));
}

上面就是关于距离的基本知识

代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cmath>
using namespace std;
const double eps=1e-9;
int dcmp(double x)
{
    if (x<=eps && x>=-eps) return 0;
    return (x>0)?1:-1;
}
struct po
{
    double x,y;
    po(double X=0,double Y=0){x=X;y=Y;}
};
po operator +(po x,po y){return po(x.x+y.x,x.y+y.y);}
po operator -(po x,po y){return po(x.x-y.x,x.y-y.y);}
po operator *(po x,double y){return po(x.x*y,x.y*y);}
double dj(po x,po y){return x.x*y.x+x.y*y.y;}
double cj(po x,po y){return x.x*y.y-x.y*y.x;}
double len(po x){return sqrt(dj(x,x));}
bool jd(po a,po b,po c,po d)//有交点且不重合 
{
    double d1=dcmp(cj(c-a,b-a)),d2=dcmp(cj(d-a,b-a));
    double d3=dcmp(cj(a-d,c-d)),d4=dcmp(cj(b-d,c-d));
    return d1!=d2 && d3!=d4;
}
po dd(po a,po b,po c,po d)//交点坐标
{
    po A=a-c,B=b-a,D=d-c;
    double t=cj(D,A)/cj(B,D);
    return a+B*t;
}
int main()
{
    int T;scanf("%d",&T);
    while (T--)
    {
        double x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,dis=0;
        scanf("%lf%lf%lf%lf%lf%lf%lf%lf",&x1,&y1,&x2,&y2,&x3,&y3,&x4,&y4);
        po a=po(x1,y1),b=po(x2,y2),c=po(x3,y3),d=po(x4,y4);
        if (!jd(a,b,c,d)) {printf("0.00\n");continue;}//没有交点|重合 
        if (y1==y2 || y3==y4){printf("0.00\n");continue;} //平的肯定接不住水啊 
        if (y1>y2) swap(a,b);
        if (y3>y4) swap(c,d);//b,d头在上 
        po now=dd(a,b,c,d);
        double h=min(b.y-now.y,d.y-now.y);
        if (dcmp(h)<=0) {printf("0.00\n");continue;}
        if (b.y<d.y) swap(b,d),swap(a,c);//a,b线段在上 
        if (a.x!=b.x) 
        {
            double k1=(b.y-a.y)/(b.x-a.x);
            double k2=(d.y-c.y)/(d.x-c.x);
            if (k1*k2>0 && ((dcmp(k1)<0 && b.x<=d.x && dcmp(k1-k2)<0) || (dcmp(k1)>0 && b.x>=d.x && dcmp(k1-k2)>0))) {printf("0.00\n");continue;}
            //斜率一正一负肯定接的到水,两正|负就要看看上面那个能不能完全挡住下面那个
            double b1=a.y-k1*a.x;
            double xd=(d.y-b1)/k1;
            dis=fabs(d.x-xd);
        }else dis=fabs(d.x-b.x);
        printf("%.2lf\n",fabs(dis*h/2));
    }
}
<think>首先,用户想了解POJ 3104题目的详细信息,包括题目描述、解题思路和代码实现。用户提供了几个引用,我需要参考这些引用,但要根据用户的问题来整合。 回顾用户提供的引用: - 引用[1]:是关于POJ 3104 "Drying"的二分查找解法。它解释了算法:对于每个衣服的水量ai,如果ai小于等于mid(时间),则自然晾干;否则,需要机器烘干和自然晾干结合,并给出了公式x1 >= (ai - mid)/(k-1),其中k是烘干机的效率。代码是用C++写的,实现了二分查找。 - 引用[2]:简要描述了输入格式:第一行是n(衣服数量),第二行是ai(每个衣服的初始水量),第三行是k(烘干机的效率)。 - 引用[3]:提供了数学计算+二分的题解,解释了公式:吹风次数k = (a[i] - mid)/(m-1),其中m是k(烘干效率),但这里变量名冲突了。应该是k是烘干效率,吹风次数是ceil((a[i]-mid)/(k-1))- 引用[4]:类似引用[2],描述了输入格式。 用户的问题是:"我想查找POJ 3104题目的相关信息,可能包括题目描述、解题思路、代码实现等 请问POJ 3104题目解析及代码实现"。 所以,我需要提供: 1. 题目描述:基于引用,POJ 3104是"Drying"问题。输入包括n个衣服的初始水量ai和烘干机效率k。目标是找到最小时间使所有衣服干燥。衣服每分钟自然晾干1单位水;使用烘干机每分钟晾干k单位水,但烘干机每分钟只能用于一件衣服。 2. 解题思路:使用二分查找来最小化时间。思路是假设一个时间mid,检查是否能在mid时间内干燥所有衣服。对于每件衣服,如果ai <= mid,自然晾干即可;否则,需要烘干机帮助,时间为ceil((ai - mid)/(k-1))总烘干时间不能超过mid。 3. 代码实现:基于引用[1]的C++代码,我可以提供一个清晰的版本。 系统指令要求: - 行内数学表达式用$...$,例如 $x^2$。 - 独立公式用$$...$$并单独成段。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识[^1]。 - 回答结构清晰,逐步解决问题,保证真实可靠。 组织回答: 1. **题目描述**:描述POJ 3104问题。 2. **解题思路**:详细解释二分查找方法,数学公式。 3. **代码实现**:提供C++代码(基于引用[1]),并解释关键部分。 4. **相关问题**:在末尾生成相关问题。 确保LaTeX语法正确: - 例如,公式 $(ai - mid)/(k-1)$ 应该用LaTeX表示:$\frac{a_i - \text{mid}}{k-1}$。 - 向上取整用 $\lceil \cdot \rceil$。 代码块要正确格式。 现在,构建回答。 **题目描述**: POJ 3104 "Drying" 是一个关于烘干衣服的问题。给定n件衣服,每件衣服有一个初始水量 $a_i$($1 \leq a_i \leq 10^9$)。衣服每分钟自然晾干1单位水。如果使用烘干机,每分钟可以额外晾干k单位水($1 \leq k \leq 10^9$),但烘干机每分钟只能用于一件衣服。目标是找到最小时间使所有衣服干燥[^2][^4]。 **解题思路**: 使用二分查找来优化时间。设最小时间为T。对于每个候选时间mid,检查是否能在mid分钟内干燥所有衣服。 - 对于一件衣服,如果初始水量 $a_i \leq \text{mid}$,则自然晾干即可。 - 如果 $a_i > \text{mid}$,则需要使用烘干机。设自然晾干时间为 $x_2$,烘干时间为 $x_1$,则总时间 $x_1 + x_2 = \text{mid}$,且晾干的水量为 $k \cdot x_1 + x_2 \geq a_i$。 代入 $x_2 = \text{mid} - x_1$,得: $$ k \cdot x_1 + (\text{mid} - x_1) \geq a_i $$ 简化得: $$ (k-1) x_1 \geq a_i - \text{mid} $$ 因此,烘干时间 $x_1 \geq \frac{a_i - \text{mid}}{k-1}$。由于 $x_1$ 必须是整数且不能为负,实际所需烘干时间为 $\lceil \frac{a_i - \text{mid}}{k-1} \rceil$。 检查时,计算所有衣服的烘干时间之和 $\sum \lceil \frac{a_i - \text{mid}}{k-1} \rceil$。如果这个和小于等于mid,则mid可行[^3]。 注意:当 $k=1$ 时,烘干机无效,只能自然晾干,所以最小时间是 $\max(a_i)$。 **代码实现**: 以下是基于C++的实现: ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> #include <cmath> using namespace std; const int MAXN = 100010; int a[MAXN]; int n, k; bool check(int mid) { long long need = 0; // 总烘干时间 for (int i = 0; i < n; i++) { if (a[i] <= mid) continue; // 计算所需烘干时间,向上取整 need += (long long)ceil((double)(a[i] - mid) / (k - 1)); if (need > mid) return false; // 超过时间限制 } return true; } int main() { cin >> n; for (int i = 0; i < n; i++) { cin >> a[i]; } cin >> k; sort(a, a + n); // 排序有助于优化,但非必需 if (k == 1) { cout << a[n-1] << endl; // 最大水量 return 0; } int l = 0, r = a[n-1]; // 时间范围,最大可能时间为最大水量 while (l < r) { int mid = l + (r - l) / 2; // 避免溢出 if (check(mid)) { r = mid; // 可行,尝试更小时间 } else { l = mid + 1; // 不可行,增加时间 } } cout << l << endl; return 0; } ``` 代码解释: - `check(mid)` 函数检查mid时间是否足够。 - 使用`long long`防止溢出,因为水量可能很大。 - 当$k=1$时,直接输出最大水量。 - 二分查找范围是[0, max(a_i)]。 **相关问题**: 在末尾生成几个相关问题。 确保引用: - 在描述中添加[^2][^4],但用户提供的引用是参考,所以我可以自然地引用它们。 最终回答结构: - 题目描述 - 解题思路 - 代码实现 - 相关问题 </think> ### POJ 3104 "Drying" 题目解析及代码实现 #### 题目描述 POJ 3104 "Drying" 是一个优化问题:给定 $n$ 件衣服,每件有初始水量 $a_i$($1 \leq a_i \leq 10^9$)。衣服每分钟自然晾干 1 单位水;若使用烘干机,每分钟可额外干燥 $k$ 单位水($1 \leq k \leq 10^9$),但每分钟只能处理一件衣服。目标是找到最小时间 $T$,使得所有衣服完全干燥[^2]。 **输入格式**: - 第一行:整数 $n$(衣服数量) - 第二行:$n$ 个整数 $a_i$(初始水量) - 第三行:整数 $k$(烘干机效率) **输出格式**: 最小干燥时间 $T$。 --- #### 解题思路 使用**二分查找**求解最小时间 $T$。核心思想是:假设一个候选时间 $\text{mid}$,检查是否能在 $\text{mid}$ 分钟内干燥所有衣服。验证函数基于以下逻辑: 1. **自然晾干**:若 $a_i \leq \text{mid}$,衣服自然晾干即可,无需额外处理。 2. **机器辅助**:若 $a_i > \text{mid}$,需结合烘干机和自然晾干。设: - $x_1$:烘干机使用时间(每分钟干燥 $k$ 单位) - $x_2$:自然晾干时间(每分钟干燥 1 单位) 总时间约束为 $x_1 + x_2 = \text{mid}$,水量约束为 $k \cdot x_1 + x_2 \geq a_i$。 代入 $x_2 = \text{mid} - x_1$ 得: $$ k \cdot x_1 + (\text{mid} - x_1) \geq a_i \implies (k-1) x_1 \geq a_i - \text{mid} $$ 因此,烘干时间需满足: $$ x_1 \geq \frac{a_i - \text{mid}}{k-1} $$ 实际计算时,需对 $\frac{a_i - \text{mid}}{k-1}$ **向上取整**,即 $\lceil \frac{a_i - \text{mid}}{k-1} \rceil$。 3. **可行性检查**:所有衣服的烘干时间之和 $\sum \lceil \frac{a_i - \text{mid}}{k-1} \rceil$ 必须 $\leq \text{mid}$。 4. **特例**:若 $k=1$,烘干机无效,最小时间 $T = \max(a_i)$。 **算法步骤**: 1. 对 $a_i$ 排序(可选优化)。 2. 二分查找 $T$:初始范围 $[0, \max(a_i)]$。 - 若 $\text{check}(\text{mid})$ 返回 `true`,则尝试更小时间($r = \text{mid}$)。 - 否则尝试更大时间($l = \text{mid} + 1$)。 --- #### 代码实现(C++) ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> #include <cmath> using namespace std; const int MAXN = 100010; int a[MAXN]; int n, k; // 检查mid时间是否可行 bool check(int mid) { long long need = 0; // 总烘干时间(防溢出) for (int i = 0; i < n; i++) { if (a[i] <= mid) continue; // 自然晾干即可 need += (long long)ceil((double)(a[i] - mid) / (k - 1)); // 向上取整 if (need > mid) return false; // 超过时间限制 } return need <= mid; } int main() { cin >> n; for (int i = 0; i < n; i++) cin >> a[i]; cin >> k; if (k == 1) { cout << *max_element(a, a + n) << endl; // 特例:k=1时直接输出最大值 return 0; } sort(a, a + n); // 排序优化二分 int l = 0, r = a[n - 1]; // 时间范围 [0, 最大水量] while (l < r) { int mid = l + (r - l) / 2; // 避免溢出 if (check(mid)) r = mid; // 可行,尝试更小时间 else l = mid + 1; // 不可行,增加时间 } cout << l << endl; return 0; } ``` **代码说明**: - **`check` 函数**:计算每件衣服所需烘干时间,并检查总和是否 $\leq \text{mid}$。 - **向上取整处理**:使用 `ceil((double)(a[i] - mid) / (k - 1))` 确保精度。 - **时间复杂度**:$O(n \log (\max(a_i)))$,高效处理大数据范围。 - **注意事项**:当 $k=1$ 时需单独处理,避免除零错误。 --- #### 相关问题 1. 如何证明二分查找在该问题中的正确性? 2. 当 $k$ 接近 1 时,算法性能是否会退化?如何优化? 3. 是否存在其他方法(如贪心或动态规划)解决此问题? 4. 在实现中,为什么使用 `long long` 存储烘干时间? [^1]: POJ 3104 Drying (二分) 解题思路及代码实现参考。 [^2]: POJ-3104 Drying 输入格式描述。 [^3]: Poj---3104 数学计算+二分操作详解。 : POJ - 3104 Drying 题目约束说明。
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