hdu 1086 You can Solve a Geometry Problem too 线段相交

本文介绍了一种用于判断二维空间中线段是否交叠的算法,并提供了完整的C++实现代码。该算法通过计算线段之间的相对位置和方向来判断它们是否相交,适用于解决计算机图形学和几何计算中的相关问题。
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

struct node
{
    double xs, ys;
    double xe, ye;
}p[231];

double Ijs(int i, double x, double y)
{
    return (p[i].xs-x) * (p[i].ye-y) - (p[i].ys-y) * (p[i].xe-x);
}

bool Iseg(int i,  int j)
{
    if(min(p[i].xs, p[i].xe) <= max(p[j].xs, p[j].xe) &&
       min(p[i].ys, p[i].ye) <= max(p[j].ys, p[j].ye) &&
       min(p[j].xs, p[j].xe) <= max(p[i].xs, p[i].xe) &&
       min(p[j].ys, p[j].ye) <= max(p[i].ys, p[i].ye) &&
       Ijs(i, p[j].xs, p[j].ys) * Ijs(i, p[j].xe, p[j].ye) <= 0 &&
       Ijs(j, p[i].xs, p[i].ys) * Ijs(j, p[i].xe, p[i].ye) <= 0)
        return true;
    return false;
}

int main()
{
    int n;
    while(scanf("%d", &n) != EOF && n)
    {
        for(int i = 0; i < n; i++)
        scanf("%lf%lf%lf%lf", &p[i].xs, &p[i].ys, &p[i].xe, &p[i].ye);
        int sum = 0;
        for(int i = 0; i < n-1; i++)
            for(int j = i+1; j < n; j++)
            if(Iseg(i, j)) sum++;
        cout << sum << endl;
    }
}

HDU(Hangzhou Dianzi University)OJ 中经常涉及到几何计算的问题,其中“判断两条线段是否相交”是一个经典的算法问题。以下是关于如何判断两线段是否相交的基本思路及其实现步骤: ### 判断两条线段相交的核心思想 可以利用向量叉积以及端点位置的关系来确定两条线段是否相交。 #### 具体步骤: 1. **定义基本概念** - 假设两条线段分别为 `AB` 和 `CD`。 - 使用二维平面中的坐标表示各顶点:A(x₁,y₁), B(x₂,y₂),C(x₃,y₃) ,D(x₄,y₄)。 2. **叉积的作用** 叉积可以帮助我们了解两点相对于一条直线的位置关系。 对于三个点 P、Q、R ,我们可以用叉乘 `(Q-P)x(R-P)` 来检测 R 是否在 QP 直线的一侧还是另一侧。 如果结果为正数,则表明顺时针;如果负则逆时针;若等于0则共线。 3. **快速排斥实验** 首先做一个矩形包围盒测试——即检查两个线段所在的最小外接矩形是否有重叠区域。如果没有重叠直接判定为不相交。 4. **跨立试验 (Cross-over Test)** 确认每个线段的两端分别位于另一个线段两侧即可认为它们交叉了。这通过上述提到过的叉积运算完成。 5. **特殊情况处理** 包含但不限于如下的几种情况需要单独讨论: - 完全重合的部分; - 存在一个公共端点但并不完全穿过等边缘状况。 6. **代码框架示例(Pseudo code):** ```python def cross_product(p1,p2,p3): return (p2[0]-p1[0])*(p3[1]-p1[1])-(p2[1]-p1[1])*(p3[0]-p1[0]) def on_segment(p,q,r): if ((q[0] <= max(p[0], r[0])) and (q[0] >= min(p[0], r[0])) and (q[1] <= max(p[1], r[1])) and (q[1] >= min(p[1], r[1]))): return True; return False; def do_segments_intersect(A,B,C,D): # 计算四个方向的叉积值 o1 = cross_product(A, C, B) o2 = cross_product(A, D, B) o3 = cross_product(C, A, D) o4 = cross_product(C, B, D) # 标准情况判断 if(o1 !=o2 && o3!=o4): return True # 特殊情况逐一验证... ``` 7. 最终结合所有条件得出结论。
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