蓝桥杯 算法训练 小生物的逃逸（java实现）

试题 算法训练 小生物的逃逸
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问题描述
　　空间中有n个球，这些球不相交也不相切。有m个可以视为质点的小生物，可能在某些球内，也可能在所有球之外，但不会在球面上。问这些生物从原来的地方逃逸到所有球外面的空间，至少要经过多少层球面。
输入格式
　　第一行两个数n、m：表示球的数量和小生物的数量；
　　接下来n行每行四个整数Xi、Yi、Zi和Ri：表示一个球的三维坐标和半径；
　　接下来m行每行三个整数Xi、Yi、Zi：表示一个生物的坐标。
输出格式
　　一行m个数：表示每个小生物逃逸时至少经过的球面数。
样例输入
2 2
0 0 0 2
0 0 0 4
0 0 1
0 0 3
样例输出
2 1
数据规模和约定
　　1<=n、m<=100，|Xi|、|Yi|、|Zi|<=10000，1<=Ri<=10000；
　　数据保证所有球严格不接触，小生物都不在球面上。

算法分析

这道题的关键就是要找出每个质点被多少个小球包住，那么也就是对质点到每个球的圆心的距离d的判断，假如d的值小于球体的半径r那么这个质点一定球体的内部。，即我们需要求的结果

主要方法实现

我们可以定义一个球体类Ball，实现一个构造方法和距离方法（任一点到该球的圆心的距离）。

 public static class Ball{
        int x,y,z,r;
        public Ball(int x,int y,int z,int r){
            this.x=x;
            this.y=y;
            this.z=z;
            this.r=r;
        }

        public double distance(int x ,int y,int z){
            double distance=Math.sqrt(Math.pow((this.x-x),2)+Math.pow((this.y-y),2)+Math.pow((this.z-z),2));
            return distance;
        }

完整代码

主程序中，循环求每个小生物到每个球的距离即可。完整代码如下

package AlgorithmTrainning;
import java.util.*;
public class 小生物的逃逸 {
    public static class Ball{
        int x,y,z,r;
        public Ball(int x,int y,int z,int r){
            this.x=x;
            this.y=y;
            this.z=z;
            this.r=r;
        }

        public double distance(int x ,int y,int z){
            double distance=Math.sqrt(Math.pow((this.x-x),2)+Math.pow((this.y-y),2)+Math.pow((this.z-z),2));
            return distance;
        }

    }
    public static void main(String[] args)
    {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        int n=sc.nextInt();//球的数量
        int m=sc.nextInt();//小生物的数量
        ArrayList<Ball> list=new ArrayList<>();//所有球
        int[] res=new int[m];//每个小生物逃逸经过的球面数
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            int xi=sc.nextInt();
            int yi=sc.nextInt();
            int zi=sc.nextInt();
            int ri=sc.nextInt();
            Ball ball=new Ball(xi,yi,zi,ri);
            list.add(ball);
        }

        for(int i=0;i<m;i++)
        {
            int xi=sc.nextInt();
            int yi=sc.nextInt();
            int zi=sc.nextInt();
            for(Ball b:list){
                if(b.distance(xi,yi,zi)<b.r)
                    res[i]+=1;
            }
        }

        for(int i:res)
            System.out.print(i+" ");
    }
}