2018 Multi-University Training Contest 5 E.Everything Has Changed(余弦定理)

本文介绍了一种计算在二维坐标系中,一个圆盘被多个机械臂切割后剩余部分周长的方法。通过使用余弦定理和弧长公式,可以精确计算出最终的周长。

Edward is a worker for Aluminum Cyclic Machinery. His work is operating mechanical arms to cut out designed models. Here is a brief introduction of his work.
Assume the operating plane as a two-dimensional coordinate system. At first, there is a disc with center coordinates (0,0) and radius R. Then, m mechanical arms will cut and erase everything within its area of influence simultaneously, the i-th area of which is a circle with center coordinates (xi,yi) and radius ri (i=1,2,⋯,m). In order to obtain considerable models, it is guaranteed that every two cutting areas have no intersection and no cutting area contains the whole disc.
Your task is to determine the perimeter of the remaining area of the disc excluding internal perimeter.
Here is an illustration of the sample, in which the red curve is counted but the green curve is not.

这里写图片描述

问大圆切掉m个小圆后的周长(如图红色部分)。

构造一个三边分别为R、r、d(圆心距)的三角形,就可以使用余弦定理,求出大圆和小圆半个圆心角的余弦值,再使用arccos,就能求出这一段的弧度,最后用弧长公式,对弧度*r,再扩大两倍,就是要求的弧长了

大圆的周长减去切掉的弧长,加上增加的弧长就是答案。

ac代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;

const double PI = 3.14159265358979;

int main() {
    int t, m, R;
    double dis, arc, arc2, ans;
    scanf("%d", &t);
    while(t--) {
        scanf("%d%d", &m, &R);
        ans = 2 * PI * R;
        while(m--) {
            int x, y, r;
            scanf("%d%d%d", &x, &y, &r);
            dis = x * x + y * y;
            // 跳过内含
            if(dis < (R - r) * (R - r)) {
                continue;
            }
            // 内切直接加小圆周长,相交的则计算两段弧长
            if(dis == (R - r) * (R - r)) {
                ans += 2 * PI * r;
            } else if(dis < (R + r) * (R + r)) {
                dis = sqrt(dis);
                arc = acos((r * r + dis * dis - R * R) / (2 * r * dis)) * r * 2;
                arc2 = acos((R * R + dis * dis - r * r) / (2 * R * dis)) * R * 2;
                ans += arc;
                ans -= arc2;
            }
        }
        // 这题实际上对精度要求非常低
        printf("%.20f\n", ans);
    }
    return 0;
}
根据原作 https://pan.quark.cn/s/459657bcfd45 的源码改编 Classic-ML-Methods-Algo 引言 建立这个项目,是为了梳理和总结传统机器学习(Machine Learning)方法(methods)或者算法(algo),和各位同仁相互学习交流. 现在的深度学习本质上来自于传统的神经网络模型,很大程度上是传统机器学习的延续,同时也在不少时候需要结合传统方法来实现. 任何机器学习方法基本的流程结构都是通用的;使用的评价方法也基本通用;使用的一些数学知识也是通用的. 本文在梳理传统机器学习方法算法的同时也会顺便补充这些流程,数学上的知识以供参考. 机器学习 机器学习是人工智能(Artificial Intelligence)的一个分支,也是实现人工智能最重要的手段.区别于传统的基于规则(rule-based)的算法,机器学习可以从数据中获取知识,从而实现规定的任务[Ian Goodfellow and Yoshua Bengio and Aaron Courville的Deep Learning].这些知识可以分为四种: 总结(summarization) 预测(prediction) 估计(estimation) 假想验证(hypothesis testing) 机器学习主要关心的是预测[Varian在Big Data : New Tricks for Econometrics],预测的可以是连续性的输出变量,分类,聚类或者物品之间的有趣关联. 机器学习分类 根据数据配置(setting,是否有标签,可以是连续的也可以是离散的)和任务目标,我们可以将机器学习方法分为四种: 无监督(unsupervised) 训练数据没有给定...
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