POJ1584 A Round Peg in a Ground Hole

本文介绍了一种算法,用于判断给定圆心和半径的圆与由一系列点构成的凸包之间的位置关系。通过叉乘判断凸包形成及圆心位置,计算圆心到凸包各边的距离。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

一.原题链接:

http://poj.org/problem?id=1584

二.题目大意:

抽象出来就是给出一个圆心和半径,再按顺序给出n个点,问:

  • 若给出的n个点不能按顺序连成凸包,输出”HOLE IS ILL-FORMED”
  • 若给出n个点可以连成凸包,并且给出的圆在凸包内,输出”PEG WILL FIT”
  • 若给出n个点可以连成凸包,并且给出的圆不在凸包内,
    输出”PEG WILL NOT FIT”
三.解题思路:

显而易见:
1. 先判断是否可以连成凸包
2. 再判断圆心是否在凸包里面
3. 再算出圆心到多边形各边的距离
1,2,3满足上一步才进行下一步。

首先介绍叉乘性质:
对于共起点有序向量二元组 (a⃗ ,b⃗ ) ,其旋转方向为:使 a⃗  能够旋转一个小于 180 度的角并与 b⃗  重合的方向。若 a⃗ ×b⃗ <0 ,则旋转方向为顺时针, a⃗ ×b⃗ >0 ,为逆时针。

  • 判断n个点是否可以依次连成凸包:
    对于n个点 p1,p2...pn ,依次连接成向量 p1p2,...pn1pn,pnp1 将它们前后做叉乘,如果符号都相同,则这n个点可依次连成凸包。符号都相同说明绕着一个方向旋转,自己想象一下。
  • 判断圆心是否在多边形里面:
    圆心 o 依次连接多边形的点成向量op1op2...opn,将它们前后做叉乘,如果符号都相同,说明圆心在多边形内,有一个为0说明圆心在边上。
  • 判断圆是否在多边形里面:
    由于之前已经确定圆心在多边形里面,于是圆心到线段距离等于圆心到线段所在直线距离,直接求所有的距离中最短的距离与半径对比就可以了。
四.代码:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;


class Main {
    static final int MAX_SIZE = 50;
    static final double INF = 1e40;
    static final double ESP = 1e-4;

    static int vertexNum;
    static double radius;
    static Point circleCenter = new Point();
    static Point[]  polygonPoints;

    static double cross(Vector v1, Vector v2){
        return v1.x*v2.y - v2.x*v1.y;
    }


    static double distToLine(Point p, Line l){
        return Math.abs((l.a*p.x + l.b*p.y + l.c)/
                Math.sqrt(l.a*l.a + l.b*l.b));
    }

    static boolean convexHull(){
        Vector v1 = new Vector(), v2 = new Vector();
        v1.setXY(polygonPoints[0], polygonPoints[1]);
        v2.setXY(polygonPoints[1], polygonPoints[2]);
        boolean positive;
        if(cross(v1, v2) < 0){
            positive = false;
        } else {
            positive = true;
        }

        for(int i = 1; i < vertexNum-2; i++){
            v1.setXY(polygonPoints[i], polygonPoints[i+1]);
            v2.setXY(polygonPoints[i+1], polygonPoints[i+2]);
            double res = cross(v1, v2);
            if(res<0&&positive || res>0&&!positive){
                return false;
            }
        }

        v1.setXY(polygonPoints[vertexNum-2], polygonPoints[vertexNum-1]);
        v2.setXY(polygonPoints[vertexNum-1], polygonPoints[0]);
        double res = cross(v1, v2);
        if(res<0&&positive || res>0&&!positive){
            return false;
        }

        return true;
    }

    static boolean centerInPolygon(){
        Vector v1 = new Vector(), v2 = new Vector();
        v1.setXY(circleCenter, polygonPoints[0]);
        v2.setXY(circleCenter, polygonPoints[1]);

        boolean positive;
        if(cross(v1, v2) < 0){
            positive = false;
        } else {
            positive = true;
        }

        for(int i = 1; i < vertexNum-1; i++){
            v1.setXY(circleCenter, polygonPoints[i]);
            v2.setXY(circleCenter, polygonPoints[i+1]);
            double res = cross(v1, v2);
            if(res<0&&positive || res>0&&!positive ||
                    res == 0 && radius > 0){
                return false;
            }
        }

        return true;
    }

    static double getMinDist(){
        Line line = new Line();
        double[] parameter = new double[3];
        double minDist = INF;
        for(int i = 0; i < vertexNum-1; i++){
            line.setPoint(polygonPoints[i], polygonPoints[i+1]);
            line.getParameter(parameter);
            minDist = Math.min(minDist, distToLine(circleCenter, line));
        }

        return minDist;
    }

    public static void main (String args[]){

        Scanner in = new Scanner(System.in);
        double x, y;

        while(true){
            vertexNum = in.nextInt();
            if(vertexNum < 3){
                break;
            }
            radius = in.nextDouble();
            x = in.nextDouble();
            y = in.nextDouble();
            circleCenter.setXY(x, y);

            polygonPoints = new Point[vertexNum];
            for(int i = 0; i < vertexNum; i++){
                x = in.nextDouble();
                y = in.nextDouble();
                polygonPoints[i] = new Point();
                polygonPoints[i].setXY(x, y);
            }

            if(!convexHull()){
                System.out.println("HOLE IS ILL-FORMED");
            } else if (!centerInPolygon() || radius > getMinDist()){

                System.out.println("PEG WILL NOT FIT");
            } else{
                System.out.println("PEG WILL FIT");
            }
        }
        in.close();
    }
}

class Point{
    public void setXY(double x, double y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public double x, y;
}

class Segment{
    public Point a = new Point();
    public Point b = new Point();
}

class Line{
    public void setPoint(Point b, Point e){
        this.begin = b;
        this.end = e;
    }

    public void getParameter(double[] parameter){
        a = begin.y-end.y;
        b = end.x-begin.x;
        c = begin.x*end.y - end.x*begin.y;
    }

    public double a, b, c;
    public Point begin = new Point();
    public Point end = new Point();
}

class Vector{
    public void setXY(Point begin, Point end) {
        this.x = end.x-begin.x;
        this.y = end.y-begin.y;
    }

    public Vector reVector() {
        Vector v = new Vector();
        v.x = -x;
        v.y = -y;
        return v;
    }
    public double x, y;
}
《餐馆点餐管理系统——基于Java和MySQL的课程设计解析》 在信息技术日益发达的今天,餐饮行业的数字化管理已经成为一种趋势。本次课程设计的主题是“餐馆点餐管理系统”,它结合了编程语言Java和数据库管理系统MySQL,旨在帮助初学者理解如何构建一个实际的、具有基本功能的餐饮管理软件。下面,我们将深入探讨这个系统的实现细节及其所涉及的关键知识点。 我们要关注的是数据库设计。在“res_db.sql”文件中,我们可以看到数据库的结构,可能包括菜品表、订单表、顾客信息表等。在MySQL中,我们需要创建这些表格并定义相应的字段,如菜品ID、名称、价格、库存等。此外,还要设置主键、外键来保证数据的一致性和完整性。例如,菜品ID作为主键,确保每个菜品的唯一性;订单表中的顾客ID和菜品ID则作为外键,与顾客信息表和菜品表关联,形成数据间的联系。 接下来,我们来看Java部分。在这个系统中,Java主要负责前端界面的展示和后端逻辑的处理。使用Java Swing或JavaFX库可以创建用户友好的图形用户界面(GUI),让顾客能够方便地浏览菜单、下单。同时,Java还负责与MySQL数据库进行交互,通过JDBC(Java Database Connectivity)API实现数据的增删查改操作。在程序中,我们需要编写SQL语句,比如INSERT用于添加新的菜品信息,SELECT用于查询所有菜品,UPDATE用于更新菜品的价格,DELETE用于删除不再提供的菜品。 在系统设计中,我们还需要考虑一些关键功能的实现。例如,“新增菜品和价格”的功能,需要用户输入菜品信息,然后通过Java程序将这些信息存储到数据库中。在显示所有菜品的功能上,程序需要从数据库获取所有菜品数据,然后在界面上动态生成列表或者表格展示。同时,为了提高用户体验,可能还需要实现搜索和排序功能,允许用户根据菜品名称或价格进行筛选。 另外,安全性也是系统设计的重要一环。在连接数据库时,要避免SQL注入攻击,可以通过预编译的PreparedStatement对象来执行SQL命令。对于用户输入的数据,需要进行验证和过滤,防止非法字符和异常值。 这个“餐馆点餐管理系统”项目涵盖了Java编程、数据库设计与管理、用户界面设计等多个方面,是一个很好的学习实践平台。通过这个项目,初学者不仅可以提升编程技能,还能对数据库管理和软件工程有更深入的理解。在实际开发过程中,还会遇到调试、测试、优化等挑战,这些都是成长为专业开发者不可或缺的经验积累
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