hdu 1756:Cupid's Arrow(计算几何,判断点在多边形内)

Cupid's Arrow

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Problem Description
传说世上有一支丘比特的箭,凡是被这支箭射到的人,就会深深的爱上射箭的人。
世上无数人都曾经梦想得到这支箭。Lele当然也不例外。不过他想,在得到这支箭前,他总得先学会射箭。
日子一天天地过,Lele的箭术也越来越强,渐渐得,他不再满足于去射那圆形的靶子,他开始设计各种各样多边形的靶子。
不过,这样又出现了新的问题,由于长时间地练习射箭,Lele的视力已经高度近视,他现在甚至无法判断他的箭射到了靶子没有。所以他现在只能求助于聪明的Acmers,你能帮帮他嘛?
 
Input
本题目包含多组测试,请处理到文件结束。
在每组测试的第一行,包含一个正整数N(2<N<100),表示靶子的顶点数。
接着N行按顺时针方向给出这N个顶点的x和y坐标(0<x,y<1000)。
然后有一个正整数M,表示Lele射的箭的数目。
接下来M行分别给出Lele射的这些箭的X,Y坐标(0<X,Y<1000)。
 
Output
对于每枝箭,如果Lele射中了靶子,就在一行里面输出"Yes",否则输出"No"。
 
Sample Input
4
10 10
20 10
20 5
10 5
2
15 8
25 8
 
Sample Output
Yes
No
 
Author
linle
 
Source
 
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  计算几何:判断点在多边形内
  开始看这类题算法感觉不难,就是需要考虑的很多,结果自己写模板的时候才发现真心麻烦。WA了好多次,发现是自己想漏了。最后一次提交的时候心情还是很忐忑,不过总算AC了。
  下面是这类题算法的思路,我就是照着下面链接的思路写的模板,具体我就不写在这里了,链接里介绍的很详细:
  我的模板(未优化):
 1 //判断点q是否在多边形内
 2 //任意凸或者凹多边形
 3 //顶点集合p[]按逆时针或者顺时针顺序存储(1..pointnum)
 4 struct Point{
 5     double x,y;
 6 };
 7 struct Line{
 8     Point p1,p2;
 9 };
10 double xmulti(Point p1,Point p2,Point p0)    //求p1p0和p2p0的叉积,如果大于0,则p1在p2的顺时针方向
11 {
12     return (p1.x-p0.x)*(p2.y-p0.y)-(p2.x-p0.x)*(p1.y-p0.y);
13 }
14 double Max(double a,double b)
15 {
16     return a>b?a:b;
17 }
18 double Min(double a,double b)
19 {
20     return a<b?a:b;
21 }
22 bool ponls(Point q,Line l)    //判断点q是否在线段l上
23 {
24     if(q.x > Max(l.p1.x,l.p2.x) || q.x < Min(l.p1.x,l.p2.x)
25         || q.y > Max(l.p1.y,l.p2.y) || q.y < Min(l.p1.y,l.p2.y) )
26         return false;
27     if(xmulti(l.p1,l.p2,q)==0)    //点q不在l的延长线或者反向延长线上,如果叉积再为0,则确定点q在线段l上
28         return true;
29     else
30         return false;
31 }
32 bool pinplg(int pointnum,Point p[],Point q)
33 {
34     Line s;
35     int c = 0;
36     for(int i=1;i<=pointnum;i++){    //多边形的每条边s
37         if(i==pointnum)
38             s.p1 = p[pointnum],s.p2 = p[1];
39         else
40             s.p1 = p[i],s.p2 = p[i+1];
41         if(ponls(q,s))    //点q在边s上
42             return true;
43         if(s.p1.y != s.p2.y){    //s不是水平的
44             Point t;
45             t.x = q.x - 1,t.y = q.y;
46             if( (s.p1.y == q.y && s.p1.x <=q.x) || (s.p2.y == q.y && s.p2.x <= q.x) ){    //s的一个端点在L上
47                 int tt;
48                 if(s.p1.y == q.y)
49                     tt = 1;
50                 else if(s.p2.y == q.y)
51                     tt = 2;
52                 int maxx;
53                 if(s.p1.y > s.p2.y)
54                     maxx = 1;
55                 else
56                     maxx = 2;
57                 if(tt == maxx) //如果这个端点的纵坐标较大的那个端点
58                     c++;
59             }
60             else if(xmulti(s.p1,t,q)*xmulti(s.p2,t,q) <= 0){    //L和边s相交
61                 Point lowp,higp;
62                 if(s.p1.y > s.p2.y)
63                     lowp.x = s.p2.x,lowp.y = s.p2.y,higp.x = s.p1.x,higp.y = s.p1.y;
64                 else
65                     lowp.x = s.p1.x,lowp.y = s.p1.y,higp.x = s.p2.x,higp.y = s.p2.y;
66                 if(xmulti(q,higp,lowp)>=0)
67                     c++;
68             }
69         }
70     }
71     if(c%2==0)
72         return false;
73     else
74         return true;
75 }

  吉林大学的模板,很精练:

 1 /*===============================================
 2 | 判断点q是否在多边形内
 3 其中多边形是任意的凸或凹多边形,
 4 Polygon中存放多边形的逆时针顶点序列
 5 ================================================*/
 6 int pinplg(int vcount,Lpoint Polygon[],Lpoint q)
 7 {
 8 int c=0,i,n;
 9 Llineseg l1,l2;
10 l1.a=q; l1.b=q; l1.b.x=infinity; n=vcount;
11 for (i=0;i<vcount;i++) {
12 l2.a=Polygon[i];
13 l2.b=Polygon[(i+1)%n];
14 if ((lsinterls_A(l1,l2))||
15 (
16 (ponls(l1,Polygon[(i+1)%n]))&&
17 (
18 (!ponls(l1,Polygon[(i+2)%n]))&&
19 (xmulti(Polygon[i],Polygon[(i+1)%n],l1.a) *
20 xmulti(Polygon[(i+1)%n],Polygon[(i+2)%n],l1.a)>0)
21 ||
22 (ponls(l1,Polygon[(i+2)%n]))&&
23 (xmulti(Polygon[i],Polygon[(i+2)%n],l1.a) *
24 xmulti(Polygon[(i+2)%n],Polygon[(i+3)%n],l1.a)>0)
25 ) ) ) c++;
26 }
27 return(c%2!=0);
28 }

  题目代码

 1 #include <iostream>
 2 using namespace std;
 3 //判断点q是否在多边形内
 4 //任意凸或者凹多边形
 5 //顶点集合p[]按逆时针或者顺时针顺序存储(1..pointnum)
 6 struct Point{
 7     double x,y;
 8 };
 9 struct Line{
10     Point p1,p2;
11 };
12 double xmulti(Point p1,Point p2,Point p0)    //求p1p0和p2p0的叉积,如果大于0,则p1在p2的顺时针方向
13 {
14     return (p1.x-p0.x)*(p2.y-p0.y)-(p2.x-p0.x)*(p1.y-p0.y);
15 }
16 double Max(double a,double b)
17 {
18     return a>b?a:b;
19 }
20 double Min(double a,double b)
21 {
22     return a<b?a:b;
23 }
24 bool ponls(Point q,Line l)    //判断点q是否在线段l上
25 {
26     if(q.x > Max(l.p1.x,l.p2.x) || q.x < Min(l.p1.x,l.p2.x)
27         || q.y > Max(l.p1.y,l.p2.y) || q.y < Min(l.p1.y,l.p2.y) )
28         return false;
29     if(xmulti(l.p1,l.p2,q)==0)    //点q不在l的延长线或者反向延长线上,如果叉积再为0,则确定点q在线段l上
30         return true;
31     else
32         return false;
33 }
34 bool pinplg(int pointnum,Point p[],Point q)
35 {
36     Line s;
37     int c = 0;
38     for(int i=1;i<=pointnum;i++){    //多边形的每条边s
39         if(i==pointnum)
40             s.p1 = p[pointnum],s.p2 = p[1];
41         else
42             s.p1 = p[i],s.p2 = p[i+1];
43         if(ponls(q,s))    //点q在边s上
44             return true;
45         if(s.p1.y != s.p2.y){    //s不是水平的
46             Point t;
47             t.x = q.x - 1,t.y = q.y;
48             if( (s.p1.y == q.y && s.p1.x <=q.x) || (s.p2.y == q.y && s.p2.x <= q.x) ){    //s的一个端点在L上
49                 int tt;
50                 if(s.p1.y == q.y)
51                     tt = 1;
52                 else if(s.p2.y == q.y)
53                     tt = 2;
54                 int maxx;
55                 if(s.p1.y > s.p2.y)
56                     maxx = 1;
57                 else
58                     maxx = 2;
59                 if(tt == maxx) //如果这个端点的纵坐标较大的那个端点
60                     c++;
61             }
62             else if(xmulti(s.p1,t,q)*xmulti(s.p2,t,q) <= 0){    //L和边s相交
63                 Point lowp,higp;
64                 if(s.p1.y > s.p2.y)
65                     lowp.x = s.p2.x,lowp.y = s.p2.y,higp.x = s.p1.x,higp.y = s.p1.y;
66                 else
67                     lowp.x = s.p1.x,lowp.y = s.p1.y,higp.x = s.p2.x,higp.y = s.p2.y;
68                 if(xmulti(q,higp,lowp)>=0)
69                     c++;
70             }
71         }
72     }
73     if(c%2==0)
74         return false;
75     else
76         return true;
77 }
78 int main()
79 {
80     int N,M;
81     Point p[105];
82     while(cin>>N){
83         for(int i=1;i<=N;i++)
84             cin>>p[i].x>>p[i].y;
85         cin>>M;
86         while(M--){
87             Point q;
88             cin>>q.x>>q.y;
89             if(pinplg(N,p,q))
90                 cout<<"Yes"<<endl;
91             else
92                 cout<<"No"<<endl;
93         }
94     }
95     return 0;
96 }

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