Java实战:最小覆盖圆问题

本文通过实战项目介绍如何用Java解决寻找覆盖平面上N个点的最小圆问题。首先,采用直观思路,通过计算点对之间的最大距离确定圆心和半径,然后引入Welzl’s算法,通过递归构建最小覆盖圆,提高效率。通过运行程序验证,证明了算法的有效性和优化后的优势。

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一、实战概述

  • 本实战项目聚焦于解决一个几何问题,即寻找覆盖给定平面上N个点的最小圆。任务中首先介绍了问题背景和输入输出格式,要求计算出能够覆盖所有点的半径最小的圆,并精确到小数点后三位。

  • 在完成任务的过程中,首先采用了一种直观思路:通过计算任意两点之间的最大距离来确定最小覆盖圆的直径,进而得到其圆心坐标及半径。为此编写了MinimumSpanningCircleDemo类,通过读取用户输入的点坐标数据,遍历计算每对点间的距离,并选取距离最大的一对点作为最小覆盖圆的直径,从而求得圆心坐标和半径。

  • 为进一步优化解决方案,引入了Welzl’s算法,这是一种更高效地找到最小覆盖圆的方法。在MinimumCircleCover类中实现了该算法,通过递归的方式逐步构建包含当前点集的最小圆。此算法可以处理大量点的情况,并能有效避免暴力穷举带来的性能问题。

  • 通过运行程序并输入测试数据,我们成功验证了两种方法均能正确找出覆盖所有点的最小圆,并观察到了 Welzl’s 算法在处理复杂场景时的优势。整个实战不仅锻炼了编程技能,也深化了对几何问题算法设计与实现的理解。

二、提出任务

(一)描述

  • 给出平面上 N ( N
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