Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ thảo luận về một chương trình để tìm phần lồi của một tập hợp các điểm đã cho.
Vỏ lồi là hình đa giác lồi nhỏ nhất chứa tất cả các điểm đã cho hoặc nằm trên đường biên bên trong hình.
Trong chương trình này, chúng tôi sẽ sử dụng bạo lực để chia các điểm đã cho thành các đoạn nhỏ hơn và cuối cùng hợp nhất các điểm tiếp theo để tạo ra thân tàu lồi.
Ví dụ
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
//storing the center point of polygon
pair<int, int> mid;
//calculating the quadrant of
//a particular point
int quad(pair<int, int> p){
if (p.first >= 0 && p.second >= 0)
return 1;
if (p.first <= 0 && p.second >= 0)
return 2;
if (p.first <= 0 && p.second <= 0)
return 3;
return 4;
}
//if line is touching the polygon
int calc_line(pair<int, int> a, pair<int, int> b,
pair<int, int> c){
int res = (b.second-a.second)*(c.first-b.first) -
(c.second-b.second)*(b.first-a.first);
if (res == 0)
return 0;
if (res > 0)
return 1;
return -1;
}
//comparing functions for sorting
bool compare(pair<int, int> p1, pair<int, int> q1){
pair<int, int> p = make_pair(p1.first - mid.first,
p1.second - mid.second);
pair<int, int> q = make_pair(q1.first - mid.first,
q1.second - mid.second);
int one = quad(p);
int two = quad(q);
if (one != two)
return (one < two);
return (p.second*q.first < q.second*p.first);
}
//finding the upper tangent for both polygons
vector<pair<int, int>> merger(vector<pair<int, int> > a,
vector<pair<int, int> > b){
int n1 = a.size(), n2 = b.size();
int ia = 0, ib = 0;
for (int i=1; i<n1; i++)
if (a[i].first > a[ia].first)
ia = i;
//calculating leftmost point of b
for (int i=1; i<n2; i++)
if (b[i].first < b[ib].first)
ib=i;
int inda = ia, indb = ib;
bool done = 0;
while (!done){
done = 1;
while (calc_line(b[indb], a[inda], a[(inda+1)%n1]) >=0)
inda = (inda + 1) % n1;
while (calc_line(a[inda], b[indb], b[(n2+indb-1)%n2]) <=0){
indb = (n2+indb-1)%n2;
done = 0;
}
}
int uppera = inda, upperb = indb;
inda = ia, indb=ib;
done = 0;
int g = 0;
//calculating the lower tangent
while (!done){
done = 1;
while (calc_line(a[inda], b[indb], b[(indb+1)%n2])>=0)
indb=(indb+1)%n2;
while (calc_line(b[indb], a[inda], a[(n1+inda-1)%n1])<=0){
inda=(n1+inda-1)%n1;
done=0;
}
}
int lowera = inda, lowerb = indb;
vector<pair<int, int>> ret;
//merging the two polygons to get convex hull
int ind = uppera;
ret.push_back(a[uppera]);
while (ind != lowera){
ind = (ind+1)%n1;
ret.push_back(a[ind]);
}
ind = lowerb;
ret.push_back(b[lowerb]);
while (ind != upperb){
ind = (ind+1)%n2;
ret.push_back(b[ind]);
}
return ret;
}
//brute force algo to find convex hull
vector<pair<int, int>> bruteHull(vector<pair<int, int>> a){
set<pair<int, int> >s;
for (int i=0; i<a.size(); i++){
for (int j=i+1; j<a.size(); j++){
int x1 = a[i].first, x2 = a[j].first;
int y1 = a[i].second, y2 = a[j].second;
int a1 = y1-y2;
int b1 = x2-x1;
int c1 = x1*y2-y1*x2;
int pos = 0, neg = 0;
for (int k=0; k<a.size(); k++){
if (a1*a[k].first+b1*a[k].second+c1 <= 0)
neg++;
if (a1*a[k].first+b1*a[k].second+c1 >= 0)
pos++;
}
if (pos == a.size() || neg == a.size()){
s.insert(a[i]);
s.insert(a[j]);
}
}
}
vector<pair<int, int>>ret;
for (auto e:s)
ret.push_back(e);
//moving through anti clockwise direction
mid = {0, 0};
int n = ret.size();
for (int i=0; i<n; i++){
mid.first += ret[i].first;
mid.second += ret[i].second;
ret[i].first *= n;
ret[i].second *= n;
}
sort(ret.begin(), ret.end(), compare);
for (int i=0; i<n; i++)
ret[i] = make_pair(ret[i].first/n, ret[i].second/n);
return ret;
}
//returning the value of convex hull
vector<pair<int, int>> divide(vector<pair<int, int>> a){
if (a.size() <= 5)
return bruteHull(a);
// left contains the left half points
// right contains the right half points
vector<pair<int, int>>left, right;
for (int i=0; i<a.size()/2; i++)
left.push_back(a[i]);
for (int i=a.size()/2; i<a.size(); i++)
right.push_back(a[i]);
vector<pair<int, int>>left_hull = divide(left);
vector<pair<int, int>>right_hull = divide(right);
//merging the convex hulls
return merger(left_hull, right_hull);
}
int main(){
vector<pair<int, int> > a;
a.push_back(make_pair(0, 0));
a.push_back(make_pair(1, -4));
a.push_back(make_pair(-1, -5));
a.push_back(make_pair(-5, -3));
a.push_back(make_pair(-3, -1));
a.push_back(make_pair(-1, -3));
a.push_back(make_pair(-2, -2));
a.push_back(make_pair(-1, -1));
a.push_back(make_pair(-2, -1));
a.push_back(make_pair(-1, 1));
int n = a.size();
sort(a.begin(), a.end());
vector<pair<int, int> >ans = divide(a);
cout << "Convex Hull:\n";
for (auto e:ans)
cout << e.first << " "<< e.second << endl;
return 0;
} Đầu ra
Convex Hull: -5 -3 -1 -5 1 -4 0 0 -1 1