覆盖点问题总结(代码片段)

fantastic-code fantastic-code     2022-12-29     586

关键词:

1.最小的包围圆,将所有的点包围起来。(hdu 3932)最小覆盖圆算法地址:http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/blog/?q=node/1066

问题的背景提出:考察固定在工作平台上的一直机械手,要捡起散落在不同位置的多个零件,并送到别的地方。那么,这只机械手的底座应该选在哪里呢?根据直觉,应该选在机械手需够着的那些位置的“中心”。准确地讲,也就是包围这些点的那个最小圆的圆心----该位置的好处是,可使机械手的底座到它需要够着的那些点的最大距离最小化。于是可得如下问题:给定由平面上n个点所组成的一个集合P(对应于机械手需要够着的工作平台的那些位置),试找出P的最小包围圆(smallest enclosing disc)----亦即,包含P中所有点、半径最小的那个圆。这个最小包围圆必然是唯一的。

算法介绍:我们本次算法的设计是基于这样一个简单直观的性质:在既定的给定点条件下,如果引入一张新的半平面,只要此前的最优解顶点(即唯一确定最小包围圆的几个关键顶点)能够包含于其中,则不必对此最优解进行修改,亦即此亦为新点集的最优解;否则,新的最优解顶点必然位于这个新的半空间的边界上。
定理可以通过反证法证明。
于是,基于此性质,我们便可得到一个类似于线性规划算法的随机增量式算法。定义Di为相对于pi的最小包围圆。此算法实现的关键在于对于pi?Di-1时的处理。显然,如果pi∈Di-1,则Di= Di-1;否则,需要对Di另外更新。而且,Di的组成必然包含了pi;因此,此种情况下的最小包围圆是过pi点且覆盖点集 p1 ,p2 ,p3 ……pi-1的最小包围圆。则仿照上述处理的思路,Di= p1 ,pi ,逐个判断点集 p2 ,p3 ……pi-1 ,如果存在pj? Di,则Di=pj,pi 。同时,再依次对点集 p1 ,p2 ,p3 ……pj-1 判断是否满足pk∈Di,若有不满足,则Di=pk ,pj,pi 。由于,三点唯一地确定一个圆,故而,只需在此基础上判断其他的点是否位于此包围圆内,不停地更新pk。当最内层循环完成时,退出循环,转而更新pj;当次内层循环结束时,退出循环,更新pi。当i=n时,表明对所有的顶点均已处理过 ,此时的Dn即表示覆盖了给定n个点的最小包围圆。

问题:找出一个点使得这个店到n个点的最长距离最短,即求最小覆盖圆的半径。

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 1 #include<cstdio>
 2 #include<iostream>
 3 #include<cstring>
 4 #include<algorithm>
 5 #include<cmath>
 6 using namespace std;
 7  
 8 const double eps = 1e-8;
 9  
10 struct node
11     double x,y;
12 ;
13  
14 struct node p[1005],central;
15 double R;
16 int n;
17  
18 double dist(struct node  a,struct node b)
19     return sqrt((a.x-b.x)*(a.x-b.x)+(a.y-b.y)*(a.y-b.y));
20 
21  
22  
23 //求外接圆圆心,根据三边相等
24 struct node circumcenter(struct node a,struct node b,struct node c)
25 
26     double a1=b.x-a.x, b1=b.y-a.y, c1=(a1*a1+b1*b1)/2;
27     double a2=c.x-a.x, b2=c.y-a.y, c2=(a2*a2+b2*b2)/2;
28     double d=a1*b2-a2*b1;
29     struct node tmp;
30     tmp.x = a.x + (c1*b2-c2*b1)/d ;
31     tmp.y = a.y+(a1*c2-a2*c1)/d;
32     return tmp;
33 
34  
35 void min_cover_circle()
36     random_shuffle(p,p+n); 
37     central = p[0];
38     int i,j,k;
39     R=0;
40     for(i=1;i<n;i++)
41         if(dist(central,p[i])+eps>R)
42             central = p[i];
43             R=0;
44             for(j=0;j<i;j++)
45                 if(dist(central,p[j])+eps>R)
46                     central.x=(p[i].x+p[j].x)/2;
47                     central.y=(p[i].y+p[j].y)/2;
48                     R=dist(central,p[j]);
49                     for(k=0;k<j;k++)
50                         if(dist(central,p[k])+eps>R)
51                             central=circumcenter(p[i],p[j],p[k]);
52                             R=dist(central,p[k]);
53                         
54                     
55                 
56             
57         
58     
59 
60  
61  
62 int main()
63     double x,y;
64     while(scanf("%lf%lf%d",&x,&y,&n)!=EOF)
65         int i;
66         for(i=0;i<n;i++)
67             scanf("%lf%lf",&p[i].x,&p[i].y);
68         
69         min_cover_circle();
70         printf("(%.1lf,%.1lf).
%.1lf
",central.x,central.y,R);
71     
72     return 0;
73 
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模拟退火算法

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 1 /*
 2 参考:http://blog.sina.com.cn/s/blog_64675f540100sehz.html
 3 题意:给定n个点,找到一个点,使得n个点到这个点的和值最小
 4 模拟退火法
 5 模拟退火的过程
 6 1 找到这些点所在的范围,用两个点框定(代码中e1,e2两个点)
 7 2 在这个范围内生成NUM个点(NUM自定)
 8 3 对于每个生成的点i,在其周围生成NUM个点,一旦有点优于i,则替换。
 9 4 缩小范围D,若D<精度,退出,否则执行 3
10 5 遍历所有NUM个点,找到val的最大值
11 */
12 #include <iostream>
13 #include <cstdio>
14 #include <cstdlib>
15 #include <cmath>
16 #include <cstring>
17 #include <string>
18 #include <algorithm>
19 #include <set>
20 #include<map>
21 #include<ctime>
22 using namespace std;
23 const int NUM=30;
24 const int RAD=1000;
25 struct point
26 
27     double x,y,val;
28     point()
29     point(double _x,double _y):x(_x),y(_y)
30 p[1001],May[NUM],e1,e2;
31 int n;
32 double dis(point a,point b)
33 
34     return sqrt((a.x-b.x)*(a.x-b.x)+(a.y-b.y)*(a.y-b.y));
35 
36 double judge(point t)//评价函数,得到点t的评价值val
37 
38     double len=0;
39     for(int i=0;i<n;i++)
40     len=max(len,dis(t,p[i]));
41     return len;
42 
43 double Rand()return rand()%(RAD+1)/(1.0*RAD);//随机产生0-1的浮点数
44 point Rand_point(point a,point b)//在a,b框定的四边形内随机生成点
45 
46     point tmp=point(a.x+(b.x-a.x)*Rand(),a.y+(b.y-a.y)*Rand());
47     tmp.val=judge(tmp);
48     return tmp;
49 
50 void solve(double D)
51 
52     for(int i=0;i<NUM;i++)
53     May[i]=Rand_point(e1,e2);//步骤2
54     while(D>0.01)//步骤 3
55     
56         for(int i=0;i<NUM;i++)
57         for(int j=0;j<NUM;j++)
58         
59             point tmp=Rand_point(point(May[i].x-D,May[i].y-D),point(May[i].x+D,May[i].y+D));
60             if(tmp.val<May[i].val)
61             
62                 May[i]=tmp;
63             
64         
65         D*=0.5;
66     
67     point ans;
68     ans.val=1LL<<45;
69     for(int i=0;i<NUM;i++)
70     if(May[i].val<ans.val)
71     ans=May[i];
72     printf("(%.1f,%.1f).
",ans.x,ans.y);
73     printf("%0.1f
",ans.val);
74 
75 int main()
76 
77     srand(time(0));
78     e2=point(0,0);
79     while(scanf("%lf%lf%d",&e1.x,&e2.y,&n)!=EOF)
80     
81         for(int i=0;i<n;i++)
82         
83         scanf("%lf%lf",&p[i].x,&p[i].y);
84         e1.x=min(e1.x,p[i].x);//框定初始范围
85         e1.y=min(e1.y,p[i].y);
86         e2.x=max(e2.x,p[i].x);
87         e2.y=max(e2.y,p[i].y);
88         
89         solve(max(e2.y-e1.y,e2.x-e1.x));
90     
91 
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2.最小矩形包围所有点(矩形的边平行于坐标轴)

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 1 #include <stdio.h>
 2 #define ARRAY_SIZE 100
 3 struct Point 
 4     int x;
 5     int y;
 6 ;
 7 struct Point p[ARRAY_SIZE];
 8 int main(void) 
 9     int i, n;
10     int min_x, max_x, min_y, max_y;
11     scanf("%d", &n);
12     for(i = 0; i < n; ++i)
13         scanf("%d%d", &p[i].x, &p[i].y);
14     min_x = max_x = p[0].x;
15     min_y = max_y = p[0].y;
16     for(i = 1; i < n; ++i) 
17         if(min_x > p[i].x)
18             min_x = p[i].x;
19         if(max_x < p[i].x)
20             max_x = p[i].x;
21         if(min_y > p[i].y)
22             min_y = p[i].y;
23         if(max_y < p[i].y)
24             max_y = p[i].y;
25     
26     printf("%d %d %d %d
", min_x, min_y, max_x, max_y);
27     return 0;
28 
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3.最小矩形包围所有点(矩形的边可以不平行于坐标轴)例题:2017_SWERC_K

  1 //最小矩形包围点
  2 #include <bits/stdc++.h>
  3 typedef long long ll;
  4 using namespace std;
  5 //平面点的结构体模板
  6 struct Point
  7     double x,y;
  8     Point()
  9     Point(double _x,double _y) x=_x; y=_y; 
 10     Point operator + (Point p) return Point(x+p.x,y+p.y); 
 11     Point operator - (Point p) return Point(x-p.x,y-p.y); 
 12     Point operator * (double d) return Point(d*x,d*y); 
 13     double dot(Point p) return x*p.x+y*p.y;   //内积
 14     //外积,外积等于0则两点连线过原点或矢量平行,>0则连线斜率>45°,<0则连线斜率<45°
 15     double det(Point p) return x*p.y-p.x*y; 
 16 ps[200010];
 17 //加上操作变成凸包模板
 18 int n;
 19 bool cmpxy(const Point &p,const Point &q)  //排序
 20     if(p.x!=q.x) return p.x<q.x;
 21     return p.y<q.y;
 22 
 23 vector<Point> convex_hull(Point *ps,int n)
 24     sort(ps,ps+n,cmpxy);
 25     int k=0;
 26     vector<Point> qs(n*2);    //构造中的凸包
 27 for(int i=0;i<n;++i)    //构造凸包的下侧
 28         //相邻边的叉积大于0
 29         while(k>1 && (qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)--k;
 30         qs[k++]=ps[i];
 31     
 32 for(int i=n-2,t=k;i>=0;--i) //构造凸包的上侧
 33         //相邻边的叉积小于0
 34         while(k>t && (qs[k-1]-qs[k-2]).det(ps[i]-qs[k-1])<=0)--k;
 35         qs[k++]=ps[i];
 36     
 37     qs.resize(k-1);  //去掉重复的左下角点
 38     return qs;
 39 
 40 double dist(Point p,Point q)  //两点距离平方
 41     return (p-q).dot(p-q);
 42 
 43 int main()
 44 
 45     int n,r;
 46     while(~scanf("%d%d",&n,&r)&&n)
 47     
 48         for(int i=0;i<n;i++)
 49         
 50             scanf("%lf%lf",&ps[i].x,&ps[i].y);
 51         
 52         vector<Point> qs=convex_hull(ps,n);
 53         int p=1;
 54         double len;
 55         int sz=qs.size();
 56         if(sz==2)
 57         
 58             printf("0.000000000
");
 59             continue;
 60         
 61         double minofmaxh=2.0*r;
 62         qs[sz]=qs[0];
 63         for(int i=0;i<sz;i++)
 64         
 65             len=sqrt(dist(qs[i],qs[i+1]));
 66             while(true)
 67             
 68                 double h=fabs((qs[i]-qs[i+1]).det(qs[p]-qs[i+1]))/len;
 69                 if(p<sz-1)
 70                 
 71                     double h1=fabs((qs[i]-qs[i+1]).det(qs[p+1]-qs[i+1]))/len;
 72                     if(h1>=h)
 73                     
 74                         p++;
 75                     
 76                     else
 77                     
 78                         minofmaxh=min(minofmaxh,h);
 79                         break;
 80                     
 81                 
 82                 else
 83                 
 84                     double h1=fabs((qs[i]-qs[i+1]).det(qs[0]-qs[i+1]))/len;
 85                     if(h1>=h)
 86                     
 87                         p=0;
 88                     
 89                     else
 90                     
 91                         minofmaxh=min(minofmaxh,h);
 92                         break;
 93                     
 94                 
 95             
 96         
 97         printf("%.10lf
",minofmaxh);
 98     
 99     return 0;
100 

4.



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StrategicGameTimeLimit:20000/10000MS(Java/Others)    MemoryLimit:65536/32768K(Java/Others)TotalSubmission(s):10153    AcceptedSubmission(s):4744题目链接:http://acm. 查看详情

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...一下在windows驱动开发中,经常会犯的错误,加以注意!问题1:没有完成IRP这是个新手非常容易犯的错误,没有设置IRP状态,完成IRP。这会导致,调用该驱动的应用程序,无法关闭,即使被kill,也会变成系统进程存在,因为有资... 查看详情

图中基于点的两大算法总结(代码片段)

...&最小生成树的以点为中心思想的算法总结在图的常见问题中,求最短路径和图的最小生成树问题最为常见。而关于这两种问题,有一种算法思想可以用几乎相同的代码解决两种不同的问题。这种算法思想的基础基于点,分别... 查看详情