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  • poj1696 Space Ant 卷包裹法 向量叉积比较

    要求将点集顺时针连接,且线不交叉,输出最多能连的点数,并输出路径。
    由于最近一直在看凸包问题,所以读完题,首先想到Graham法,不过Graham法用得比较麻烦。后来上网看了下解题报告,原来卷包裹法才是正解,于是用卷包裹法又解了一遍。这里把这两种方法都写一写吧。
    Graham法:递归求每层凸包,每层凸包的最后一点A,要去找下一层凸包与A向左转最小角的点做为下一点B,(因为题目要求逆时针,并不交叉)即下一个凸包起点。想想其实和卷包裹法思想差不多;
    卷包裹法:以最左下方的点为起点A,找其余与A向左转最小角的点做为下一点B,然后用同样的方法再去找B的下一个点,直到找完所有点。是不是要比上面的Graham法简便多了。
    1、Graham法
    Source Code 
    #include <stdio.h>
    #include <math.h>
    #include <stdlib.h>
    int num,top;
    struct node
    {
       int x;
       int y;
       int z;
    }a[55],b[50],c[55]; //a顶点输入,之后还用来记录未进入路径并不再凸包上的点,b当栈使用记录凸包顶点,c记录路径。
    int cmp(const void *c,const void *d)
    {
       int ans;
       struct node *p1=(node *)c;
       struct node *p2=(node *)d;
       ans=(p1->x-a[0].x)*(p2->y-a[0].y)-(p2->x-a[0].x)*(p1->y-a[0].y);     
       if (ans>0) return -1;
       else if (ans<0) return 1;
       else
       {
         if (abs(a[0].x-p1->x)<abs(a[0].x-p2->x)) return -1;
         else return 1;
       }
    }
    int find( int p2,int p1,int p0)   //叉乘判断转向
    {
        return (b[p1].x-b[p0].x)*(a[p2].y-b[p0].y)-(a[p2].x-b[p0].x)*(b[p1].y-b[p0].y);
    }
    int find2( int p2,int p1,int p0)  
    {
        return (b[p1].x-c[p0].x)*(a[p2].y-c[p0].y)-(a[p2].x-c[p0].x)*(b[p1].y-c[p0].y);
    }
    void ok(int n)
    {
         int i,minx=50005,miny=50005;
         for(i=0;i<n;i++)
         if (a[i].y<miny || (miny==a[i].y && a[i].x<minx))       //记录y值最小的点 有多个时 选x最小的
            {
                miny=a[i].y;minx=a[i].x;num=i;
            }
         a[n]=a[num];       //将y最小的点当成极坐标的原点
         a[num]=a[0];
         a[0]=a[n];
    }
    void Graham(int n)
    {
         int d,to=1,i,j;
         ok(n);
         qsort(a+1,n-1,sizeof(a[0]),cmp);
         b[0]=a[0];
         b[1]=a[1];
         j=0;
         for (i=2;i<n;i++)
         {
             while (to!=0&&find(i,to,to-1)<0)     //如果向右转,就把栈顶退一个,直到新加入的点是向左转为止,包括等零
             {
                   a[j]=b[to];
                   j++;
                   to--;
             }
             b[++to]=a[i];                   //进栈
         }
         a[n]=b[0];
         d=0;
        if(top!=-1)
        for(i=1;i<=to;i++)
           if(find2(n,i,top)>0||(find2(n,i,top)==0&&(pow(b[i].x-c[top].x,2)+pow(b[i].y-c[top].y,2)<pow(a[n].x-c[top].x,2)+pow(a[n].y-c[top].y,2))))
           {
             a[n]=b[i];
             d=i;
           }
         for(i=d;i<=to;i++)
         c[++top]=b[i];
         for(i=0;i<d;i++)
         c[++top]=b[i];
         if(j==1)
         c[++top]=a[0];
         else if(j>1) Graham(j);
    }
    main ()
    {
             // freopen ("1.txt","r",stdin);
        int n,i,t;
        scanf("%d",&t);
        while(t--)
        {
        top=-1;
        scanf("%d",&n);
        for (i=0;i<n;i++)
            scanf("%d%d%d",&a[i].z,&a[i].x,&a[i].y);
         ok(n);
         qsort(a+1,n-1,sizeof(a[0]),cmp);  //按极角由小到大(逆时针)排序,有多个极角相同的,按离原点近的排
         Graham(n);
         printf("%d",top+1);
         for(i=0;i<=top;i++)
         {
           printf(" %d",c[i].z);
         }
         printf("\n");
         }
         system("pause");
         return 0;
    }
    2、卷包裹法
    Source Code 
    #include <stdio.h>
    #include <math.h>
    #include <stdlib.h>
    int n,num;
    struct node
    {
       int x;
       int y;
       int z;
       int flag;
    }a[55],b[50]; //b当栈使用
    int find( int p2,int p1,int p0)   //叉乘判断转向
    {
        return (a[p1].x-b[p0].x)*(a[p2].y-b[p0].y)-(a[p2].x-b[p0].x)*(a[p1].y-b[p0].y);
    }
    bool dis(int i,int num,int ans)
    {
        return pow(a[i].x-b[ans].x,2)+pow(a[i].y-b[ans].y,2)<pow(a[num].x-b[ans].x,2)+pow(a[num].y-b[ans].y,2);
    }
    main ()
    {
             // freopen ("1.txt","r",stdin);
        int ans,i,t,miny,minx;
        scanf("%d",&t);
        while(t--)
        {
        miny=5000,minx=5000;
        scanf("%d",&n);
        for (i=0;i<n;i++)
        {
            scanf("%d%d%d",&a[i].z,&a[i].x,&a[i].y);
            a[i].flag=1;
             if (a[i].y<miny || (miny==a[i].y && a[i].x<minx))       //记录y值最小的点 有多个时 选x最小的
            {
                miny=a[i].y;minx=a[i].x;num=i;
            }
        }
        b[0]=a[num];
        ans=0;
        a[num].flag=0;
        while(ans!=n-1)
        {
           for(i=0;i<n;i++)
             if(a[i].flag)
             {
               num=i;
               break;
             }
           for(i=0;i<n;i++)
             if(i!=num&&a[i].flag&&(find(i,num,ans)<0||(find(i,num,ans)==0&&dis(i,num,ans))))
             num=i;
           b[++ans]=a[num];
           a[num].flag=0;
        }
        printf("%d",ans+1);
        for(i=0;i<=ans;i++)
           printf(" %d",b[i].z);
        printf("\n");
        }
        system("pause");
        return 0;
    }
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