NYOJ298 点的变换【矩阵乘法经典】

任意门：http://acm.nyist.edu.cn/JudgeOnline/problem.php?pid=298

点的变换

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难度：5

描述

平面上有不超过10000个点，坐标都是已知的，现在可能对所有的点做以下几种操作：

平移一定距离(M)，相对X轴上下翻转(X)，相对Y轴左右翻转(Y),坐标缩小或放大一定的倍数(S),所有点对坐标原点逆时针旋转一定角度(R)。

操作的次数不超过1000000次，求最终所有点的坐标。

提示：如果程序中用到PI的值，可以用acos(-1.0)获得。

输入

只有一组测试数据
测试数据的第一行是两个整数N,M，分别表示点的个数与操作的个数(N<=10000,M<=1000000)
随后的一行有N对数对，每个数对的第一个数表示一个点的x坐标，第二个数表示y坐标，这些点初始坐标大小绝对值不超过100。
随后的M行，每行代表一种操作，行首是一个字符：
首字符如果是M,则表示平移操作，该行后面将跟两个数x,y，表示把所有点按向量(x,y)平移;
首字符如果是X，则表示把所有点相对于X轴进行上下翻转;
首字符如果是Y，则表示把所有点相对于Y轴进行左右翻转;
首字符如果是S，则随后将跟一个数P,表示坐标放大P倍;
首字符如果是R，则随后将跟一个数A,表示所有点相对坐标原点逆时针旋转一定的角度A(单位是度)

输出

每行输出两个数，表示一个点的坐标(对结果四舍五入到小数点后1位，输出一位小数位）
点的输出顺序应与输入顺序保持一致

样例输入

2 5
1.0 2.0 2.0 3.0
X
Y
M 2.0 3.0
S 2.0
R 180

样例输出

-2.0 -2.0
0.0 0.0

题意概括：如题干

解题思路：

点的变换即向量的变换，即转换为矩阵运算，因为就是做初等变换嘛。

AC code：

  1 //题目链接 http://acm.nyist.edu.cn/JudgeOnline/problem.php?pid=298
  2 #include <cstdio>
  3 #include <iostream>
  4 #include <algorithm>
  5 #include <cstring>
  6 #include <cmath>
  7 #define LL long long
  8 using namespace std;
  9 const int MAXN = 5;
 10 const int MAXS = 1e4+2;
 11 const double pi = acos(-1.0);
 12 int N, M;
 13 
 14 struct mat
 15 {
 16     double m[MAXN][MAXN];
 17 }base;
 18 mat pp[MAXS];
 19 
 20 mat muti(mat a, mat b)
 21 {
 22     mat res;
 23     memset(res.m, 0, sizeof(res.m));
 24     for(int i = 1; i <= 3; i++){
 25         for(int j = 1; j <= 3; j++)
 26         if(a.m[i][j]){
 27             for(int k = 1; k <= 3; k++)
 28                 res.m[i][k] = (res.m[i][k] + a.m[i][j] * b.m[j][k]);
 29         }
 30     }
 31     return res;
 32 }
 33 
 34 mat add(mat a, mat b)
 35 {
 36     mat res;
 37     memset(res.m, 0, sizeof(res.m));
 38     for(int i = 1; i <= 3; i++){
 39         for(int j = 1; j <= 3; j++){
 40             res.m[i][j] = (a.m[i][j] + b.m[i][j]);
 41         }
 42     }
 43     return res;
 44 }
 45 
 46 //mat qpow(mat a, int n)
 47 //{
 48 //    mat res;
 49 //    memset(res.m, 0, sizeof(res.m));
 50 //    for(int i = 1; i <= 3; i++) res.m[i][i] = 1;
 51 //
 52 //    while(n){
 53 //        if(n&1) res = muti(res, a);
 54 //        n>>=1;
 55 //        a = myti(a, a);
 56 //    }
 57 //    return res;
 58 //}
 59 
 60 int main()
 61 {
 62     char com;
 63     mat tmp;
 64     double a, b;
 65     scanf("%d %d", &N, &M);
 66     for(int i = 1; i <= N; i++){
 67         scanf("%lf %lf", &a, &b);
 68         pp[i].m[1][1] = a;
 69         pp[i].m[2][1] = b;
 70         pp[i].m[3][1] = 1;
 71     }
 72     memset(tmp.m, 0, sizeof(tmp.m));
 73     for(int i = 1; i <= 3; i++) tmp.m[i][i] = 1;
 74     while(M--){
 75         memset(base.m, 0, sizeof(base.m));
 76         for(int i = 1; i <= 3; i++) base.m[i][i] = 1;
 77         getchar();
 78         scanf("%c", &com);
 79         if(com == 'M'){
 80             scanf("%lf %lf", &a, &b);
 81             base.m[1][3] = a;
 82             base.m[2][3] = b;
 83         }
 84         else if(com == 'X'){
 85             base.m[2][2] = -1;
 86         }
 87         else if(com == 'Y'){
 88             base.m[1][1] = -1;
 89         }
 90         else if(com == 'S'){
 91             scanf("%lf", &a);
 92             base.m[1][1] = a;
 93             base.m[2][2] = a;
 94         }
 95         else if(com == 'R'){
 96             scanf("%lf", &a);
 97             a = a/180*pi;
 98             base.m[1][1] = cos(a);
 99             base.m[1][2] = -sin(a);
100             base.m[2][1] = sin(a);
101             base.m[2][2] = cos(a);
102         }
103         tmp = muti(base, tmp);
104     }
105     mat ans;
106     for(int i = 1; i <= N; i++){
107 //        pp[i] = muti(tmp, pp[i]);
108 //        printf("%.1f %.1f
", pp[i].m[1][1], pp[i].m[2][1]);
109         ans = muti(tmp, pp[i]);
110         printf("%.1f %.1f
", ans.m[1][1], ans.m[2][1]);
111     }
112     return 0;
113 }

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