计算几何-判断线段相交

判断两线段是否相交:

  1. 快速排斥
  2. 跨立实验(这两个词也是我看博客的时候看到的,觉得挺高大上的就拿过来用了,哈哈哈)

 

  1. 快速排斥:就是初步的判断一下,两条线段是不是相交,以两条线段为对角线的矩形,如果不重合的话,那么两条线段一定不可能相交。看下图:

                       

    1.线段ab的低点低于cd的最高点(可能重合)

    2.cd的最左端小于ab的最右端(可能重合)

    3.cd的最低点低于ab的最高点(加上条件1,两线段在竖直方向上重合)

    4.ab的最左端小于cd的最右端(加上条件2,两直线在水平方向上重合)

    综上4个条件,两条线段组成的矩形是重合的

    用代码实现(c++):

if(min(a.x,b.x)<=max(c.x,d.x) && min(c.y,d.y)<=max(a.y,b.y)&&min(c.x,d.x)<=max(a.x,b.x) && min(a.y,b.y)<=max(c.y,d.y)) 
  return true;

 

  2. 跨立实验:如果两条线段相交,那么必须跨立,就是以一条线段为标准,另一条线段的两端点一定在这条线段的两段

  也就是说a b两点在线段cd的两端,c d两点在线段ab的两端

  这里就用到了向量X乘的知识点,有向量X乘的物理意义知:AB x CD=-CD x AB

  看下图:

 

  (ca x cd)·(cb x cd)<=0 则说明ca cb先对于cd的方向不同,则a b在线段cd的两侧,由此可以判断其他点

  代码实现:

double u,v,w,z;//分别记录两个向量

u=(c.x-a.x)*(b.y-a.y)-(b.x-a.x)*(c.y-a.y);

v=(d.x-a.x)*(b.y-a.y)-(b.x-a.x)*(d.y-a.y);

w=(a.x-c.x)*(d.y-c.y)-(d.x-c.x)*(a.y-c.y);

z=(b.x-c.x)*(d.y-c.y)-(d.x-c.x)*(b.y-c.y);

return (u*v<=0.00000001 && w*z<=0.00000001);

因为double没法直接比较大小嘛,所以来看这篇博客的应该能看懂

 

 

由此就完全判断出两条线段是否相交了。

模板:

/***************************************线段相交模板****************************************/
struct Point{//
       double x,y;
       Point(){}
       Point(int a,int b){
              x=a;
              y=b;
       }
       void input(){//定义输入函数方便用的时候
              scanf("%lf%lf",&x,&y);
       }
};
struct Line{//线段
       Point a,b;
       Line(){}
       Line(Point x,Point y){
              a=x;
              b=y;
       }
       void input(){
              a.input();
              b.input();
       }
};
bool judge(Point &a,Point &b,Point &c,Point &d)
{
       /*
       快速排斥:
       两个线段为对角线组成的矩形,如果这两个矩形没有重叠的部分,那么两条线段是不可能出现重叠的
       */
       if(!(min(a.x,b.x)<=max(c.x,d.x) && min(c.y,d.y)<=max(a.y,b.y)&&min(c.x,d.x)<=max(a.x,b.x) && min(a.y,b.y)<=max(c.y,d.y)))//这里的确如此,这一步是判定两矩形是否相交
       //1.线段ab的低点低于cd的最高点(可能重合) 2.cd的最左端小于ab的最右端(可能重合)
       //3.cd的最低点低于ab的最高点(加上条件1,两线段在竖直方向上重合) 4.ab的最左端小于cd的最右端(加上条件2,两直线在水平方向上重合)
       //综上4个条件,两条线段组成的矩形是重合的
       /*特别要注意一个矩形含于另一个矩形之内的情况*/
       return false;
       /*
       跨立实验:
       如果两条线段相交,那么必须跨立,就是以一条线段为标准,另一条线段的两端点一定在这条线段的两段
       也就是说a b两点在线段cd的两端,c d两点在线段ab的两端
       */
    double u,v,w,z;//分别记录两个向量
    u=(c.x-a.x)*(b.y-a.y)-(b.x-a.x)*(c.y-a.y);
       v=(d.x-a.x)*(b.y-a.y)-(b.x-a.x)*(d.y-a.y);
       w=(a.x-c.x)*(d.y-c.y)-(d.x-c.x)*(a.y-c.y);
       z=(b.x-c.x)*(d.y-c.y)-(d.x-c.x)*(b.y-c.y);
       return (u*v<=0.00000001 && w*z<=0.00000001);
}

/***************************************线段相交模板****************************************/

 

内容来源于网络如有侵权请私信删除

文章来源: 博客园

原文链接: https://www.cnblogs.com/wuwangchuxin0924/p/6218494.html

你还没有登录,请先登录注册
  • 还没有人评论,欢迎说说您的想法!