GYM 101142 I.Integral Polygons(计算几何+组合数学)

探讨一种高效算法,用于解决整点凸多边形的分割问题:通过连接两个顶点将多边形分为两个面积非零且为整数的凸多边形,统计可行的分割方案数。

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

Description

给出一个整点凸多边形,要求连接其两点顶点将该多边形分成两个面积非零且面积为整数的凸多边形,问方案数

Input

第一行一整数n表示点数,之后n行每行输入两个整数xi,yi表示第i个点的坐标,点以顺时针或逆时针有序输入

(4n200000,109xi,yi109)

Output

输出方案数

Sample Input

5
7 3
3 5
1 4
2 1
5 0

Sample Output

3

Solution

为避免小数把所有面积乘二,这样只需考虑面积的奇偶性即可,而面积的奇偶性只取决于点坐标的奇偶性,所以把点的坐标换成奇偶性,这样相当于只有四种点,且加法运算可以变成异或运算,乘法运算可以变成与运算,由于在求凸多边形面积时是选取一个起点,把所有顶点以该起点为原点变成向量然后相邻两个相连做叉积求和得到的,以下为避免冗余,取原点为该起点,把相邻两个向量的叉积称作相邻两点的叉积

假设连接点i和点j,假设从0点到i点的相邻两点叉积之和的奇偶性为sumij点和i点作叉积的奇偶性为t,则有sumi^sumj^t=0,即sumi=sumj^t,故只要统计num[sum][i][j]表示从0点到点(i,j)相邻两点叉积之和奇偶性为sum的方案数,每次对于k点,枚举i,j,求出t=(x[k]&j)^(y[k]&i)表示k点与(i,j)的叉积,那么k点对答案的贡献就是num[sumk^t][i][j],注意这个答案要减一,因为k点与其上一个点连边面积也是偶数0但不合法

最后如果sumn为奇数说明整个多边形面积为奇数,不合法,时间复杂度O(n)

Code

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<queue>
#include<map>
#include<set>
#include<ctime>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef pair<int,int>P;
const int INF=0x3f3f3f3f,maxn=200005;
int n,x[maxn],y[maxn],sum,num[2][2][2];
ll ans;
int mul(int i,int j)
{
    return (x[i]&y[j])^(x[j]&y[i]);
}
int main()
{
    freopen("integral.in","r",stdin);
    freopen("integral.out","w",stdout);
    while(~scanf("%d",&n))
    {
        ans=0,sum=0;
        memset(num,0,sizeof(num));
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            scanf("%d%d",&x[i],&y[i]);
            x[i]=(x[i]%2+2)%2,y[i]=(y[i]%2+2)%2;
        }
        x[n]=x[0],y[n]=y[0];
        for(int k=1;k<=n;k++)
        {
            sum^=mul(k-1,k);
            for(int i=0;i<2;i++)
                for(int j=0;j<2;j++)
                {
                    int t=(x[k]&j)^(y[k]&i);
                    ans+=num[sum^t][i][j];
                }
            ans--;
            num[sum][x[k]][y[k]]++;
        }
        if(sum)printf("0\n");
        else printf("%lld\n",ans);
    }
    return 0;
}
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