计算几何

忘是亡心i 2022-06-06 05:46 333阅读 0赞

平面上有有条线段,判断这两条线段是否会相交。

【line.in】
0 0 1 1 0 1 1 0
【line.out】
1

判断线段相交可以用跨立实验+快速排斥
这里写图片描述
如果是直线,只需要快速排斥就可以判断了(?)。线段有长度,因此还要跨立实验。

快速排斥

  1. if ((max(a.x,b.x)<min(c.x,d.x)||max(a.y,b.y)<min(c.y,d.y)||
  2. max(c.x,d.y)<min(a.x,b.x)||max(c,y,d.y)<min(a.y,c.y))
  3. return false;

跨立实验:

  1. const double eps = 1e-6;
  2. double h, i, j, k;
  3. h = (b.x - a.x) * (c.y - a.y) - (b.y - a.y) * (c.x - a.x);
  4. i = (b.x - a.x) * (d.y - a.y) - (b.y - a.y) * (d.x - a.x);
  5. j = (d.x - c.x) * (a.y - c.y) - (d.y - c.y) * (a.x - c.x);
  6. k = (d.x - c.x) * (b.y - c.y) - (d.y - c.y) * (b.x - c.x);
  7. return h * i <= eps && j * k <= eps;
  8. #include<iostream>
  9. #include<cstdio>
  10. #include<cstdlib>
  11. #include<cstring>
  12. const double eps = 1e-6;
  13. using namespace std;
  14. struct point {
  15. double x;double y;
  16. };
  17. inline bool judge(point a, point b, point c, point d)
  18. {
  19. if (max(a.x,b.x)<min(c.x,d.x)||max(a.y,b.y)<min(c.y,d.y)||max(c.x,d.y)<min(a.x,b.x)||max(c.y,d.y)<min(a.y,c.y))
  20. return false;
  21. double h,i,j,k;
  22. h = (b.x - a.x)*(c.y - a.y) - (b.y - a.y) * (c.x - a.x);
  23. i = (b.x - a.x)*(d.y - a.y) - (b.y - a.y) * (d.x - a.x);
  24. j = (d.x - c.x)*(a.y - c.y) - (d.y - c.y) * (a.x - c.x);
  25. k = (d.x - c.x)*(b.y - c.y) - (d.y - c.y) * (b.x - c.x);
  26. return (h*i <= eps && j*k <= eps);
  27. }
  28. int main(){
  29. freopen("input.in","r",stdin);
  30. point a,b,c,d;
  31. scanf("%lf%lf%lf%lf%lf%lf%lf%lf",&a.x,&a.y,&b.x,&b.y,&c.x,&c.y,&d.x,&d.y);
  32. cout<<judge(a,b,c,d);
  33. }

B
【问题描述】
小Q对计算几何有着浓厚的兴趣。他经常对着平面直角坐标系发呆,思考一些有趣的问题。今天,他想到了一个十分有意思的题目:
首先,小Q会在x轴正半轴和y轴正半轴分别挑选n个点。随后,他将x轴的点与y轴的点一一连接,形成n条线段,并保证任意两条线段不相交。小Q确定这种连接方式有且仅有一种。最后,小Q会给出m个询问。对于每个询问,将会给定一个点p(px,py),请回答线段OP与n条线段会产生多少个交点?
小Q找到了正在钻研数据结构的你,希望你可以帮他解决这道难题。
【输入格式】
第1行包含一个正整数n,表示线段的数量;
第2行包含n个正整数,表示小Q在x轴选取的点的横坐标;
第3行包含n个正整数,表示小Q在y轴选取的点的纵坐标;
第4行包含一个正整数m,表示询问数量;
随后m行,每行包含两个正整数px,py,表示询问中给定的点的横、纵坐标。
【输出格式】
共m行,每行包含一个非负整数,表示你对这条询问给出的答案。
【样例输入】
3
4 5 3
3 5 4
2
1 1
3 3
【样例输出】
0
3
【数据范围】
对于50%的数据,1≤n,m,≤2×103。
对于100%的数据,1≤n,m≤2×105,坐标范围≤108。
3 4 5
3 4 5

由于情况具有单调性,用二分可优化时间复杂度。利用上面得到的定理,可以用二分+判断来解决这个题目。

  1. #include<iostream>
  2. #include<algorithm>
  3. #include<string>
  4. #include<cstring>
  5. #include<cstdio>
  6. #include<cstdlib>
  7. #include<cmath>
  8. #include<queue>
  9. #include<list>
  10. #define N 200001
  11. using namespace std;
  12. const double eps = 1e-6;
  13. int px,py;
  14. int a[N + 10], b[N + 10];
  15. struct point {
  16. double x;double y;
  17. }o,p,f,g;
  18. inline bool judge(point a, point b, point c, point d)
  19. {
  20. if (max(a.x,b.x)<min(c.x,d.x)||max(a.y,b.y)<min(c.y,d.y)||max(c.x,d.y)<min(a.x,b.x)||max(c.y,d.y)<min(a.y,c.y))
  21. return false;
  22. double h,i,j,k;
  23. h = (b.x - a.x)*(c.y - a.y) - (b.y - a.y) * (c.x - a.x);
  24. i = (b.x - a.x)*(d.y - a.y) - (b.y - a.y) * (d.x - a.x);
  25. j = (d.x - c.x)*(a.y - c.y) - (d.y - c.y) * (a.x - c.x);
  26. k = (d.x - c.x)*(b.y - c.y) - (d.y - c.y) * (b.x - c.x);
  27. return (h*i <= eps && j*k <= eps);
  28. }
  29. int n,m;
  30. int main(){
  31. freopen("b.in","r",stdin);
  32. freopen("b.out","w",stdout);
  33. scanf("%d",&n);
  34. for (int i =1;i<=n;i++){
  35. scanf("%d",&a[i]);
  36. }
  37. for (int j=1;j<=n;j++){
  38. scanf("%d",&b[j]);
  39. }
  40. sort(a+1,a+n+1);
  41. sort(b+1,b+n+1);
  42. scanf("%d",&m);
  43. o.x = 0;o.y = 0;
  44. for (int i =1;i<=m;i++){
  45. scanf("%lf%lf",&p.x,&p.y);
  46. int l = 0,r = n;
  47. while(l<r){
  48. int mid = ((l+r+1)>>1);
  49. f.x = 0;f.y = b[mid];//y zhou
  50. g.x = a[mid];g.y = 0;//x zhou
  51. if (judge(o,p,f,g)){
  52. l = mid;
  53. }else{
  54. r = mid-1;
  55. }
  56. }
  57. printf("%d\n",l);
  58. }
  59. }
  60. //来自http://blog.csdn.net/Donald_TY/article/details/53001702
  61. #include<cstdio>
  62. #include<iostream>
  63. #include<algorithm>
  64. #include<cstring>
  65. #define ll long long
  66. using namespace std;
  67. int n,q;
  68. ll x,y;
  69. ll a[100005],b[100005];
  70. int erfen(int l,int r)
  71. {
  72. if(l>r) return r;
  73. int mid=(l+r)/2;
  74. if(a[mid]*y>=x*(-1)*b[mid]+a[mid]*b[mid]) return erfen(mid+1,r); else return erfen(l,mid-1);
  75. }
  76. int main()
  77. {
  78. cin>>n;
  79. for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%lld",&a[i]);
  80. sort(a+1,a+n+1);
  81. for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%lld",&b[i]);
  82. sort(b+1,b+n+1); //因为线段不相交,所以x与y必须递增
  83. cin>>q;
  84. for(int i=1;i<=q;i++)
  85. {
  86. scanf("%lld%lld",&x,&y);
  87. printf("%d\n",erfen(1,n));
  88. }
  89. return 0;
  90. }

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