javascript 找到给定点集的简单闭合路径(Find Simple Closed Path for a given set of points)

 给定一组点,将这些点连接起来而不相交

例子: 

输入:points[] = {(0, 3), (1, 1), (2, 2), (4, 4),
                   (0, 0), (1, 2), (3, 1}, {3, 3}};

输出:按以下顺序连接点将
        不造成任何交叉
       {(0, 0), (3, 1), (1, 1), (2, 2), (3, 3),
        (4,4),(1,2),(0,3)}
        
我们强烈建议您最小化浏览器并先自己尝试一下。

这个想法是使用排序。 

通过比较所有点的 y 坐标来找到最底部的点。如果有两个点的 y 值相同,则考虑 x 坐标值较小的点。将最底部的点放在第一个位置。 

考虑剩余的 n-1 个点,并围绕 points[0] 按照极角逆时针顺序排列它们。如果两个点的极角相同,则将最近的点放在最前面。

遍历排序数组(按角度升序排序)产生简单的闭合路径。

如何计算角度? 
一种解决方案是使用三角函数。 
观察:我们不关心角度的实际值。我们只想按角度排序。 
想法:使用方向来比较角度,而无需实际计算它们!

以下是上述想法的实现:

// A javascript program to find simple closed path for n points
// for explanation of orientation()
 
// A global point needed for  sorting points with reference
// to the first point. Used in compare function of qsort()
let p0;
 
// A utility function to return square of distance between
// p1 and p2
function dist(p1, p2)
{
    return (p1[0] - p2[0])*(p1[0] - p2[0]) +
           (p1[1] - p2[1])*(p1[1] - p2[1]);
}
 
// To find orientation of ordered triplet (p, q, r).
// The function returns following values
// 0 --> p, q and r are collinear
// 1 --> Clockwise
// 2 --> Counterclockwise
function orientation(p, q, r)
{
    let val = (q[1] - p[1]) * (r[0] - q[0]) - (q[0] - p[0]) * (r[1] - q[1]);
 
    if (val == 0) return 0;  // collinear
    return (val > 0)? 1: 2; // clockwise or counterclock wise
}
 
// A function used by library function qsort() to sort
//  an array of points with respect to the first point
function compare(vp1, vp2)
{
   let p1 = vp1;
   let p2 = vp2;
 
   // Find orientation
   let o = orientation(p0, p1, p2);
   if (o == 0)
     return (dist(p0, p2) >= dist(p0, p1))? -1 : 1;
 
   return (o == 2)? -1: 1;
}
 
// Prints simple closed path for a set of n points.
function printClosedPath(points, n)
{
   // Find the bottommost point
   let ymin = points[0][1];
   let min = 0;
   for (let i = 1; i < n; i++)
   {
     let y = points[i][1];
      
     // Pick the bottom-most. In case of tie, choose the
     // left most point
     if ((y < ymin) || (ymin == y && points[i][0] < points[min][0])){
        ymin = points[i][1];
        min = i;
     }
 
   }
 
   // Place the bottom-most point at first position
   let temp = points[0];
    points[0] = points[min];
    points[min] = temp;
 
   // Sort n-1 points with respect to the first point.
   // A point p1 comes before p2 in sorted output if p2
   // has larger polar angle (in counterclockwise
   // direction) than p1
   p0 = points[0];
   points.sort(compare);
 
   // Now stack has the output points, print contents
   // of stack
   for (let i=0; i<n; i++)
       console.log("(" + points[i][0] + "," + points[i][1] + "), ");
}
 
// Driver program to test above functions
let points = [[0, 3], [1, 1], [2, 2], [4, 4], [0, 0], [1, 2], [3, 1], [3, 3]];
let n = points.length;
 
printClosedPath(points, n);
 
// The code is contributed by Nidhi goel. 

 输出: 

(0, 0), (3, 1), (1, 1), (2, 2), (3, 3),
(4,4),(1,2),(0,3),
如果我们使用 O(nLogn) 排序算法对点进行排序,则上述解决方案的时间复杂度为 O(n Log n)。
辅助空间: O(1),因为没有占用额外空间。

来源: 
http://www.dcs.gla.ac.uk/~pat/52233/slides/Geometry1x1.pdf

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