如何判断平面上两条线段(注意是线段)是否相交?(某公司校园招聘面试试题)

        看到题目,很多人想,这个问题太简单了,直接求直线方程,然后求交点,看方程组是否有解。我在网上搜索了一下,很多思路都是求直线方程,求交点或求距离,不一而足。回顾高中学的线性规划知识,下面将给出一个我认为相对较好的算法,如果算法或程序有什么bug, 欢迎指正,谢谢。

       已知线段AB,线段CD. 先来判断直线AB与线段CD是否相交,如果不相交,那么线段AB和线段CD肯定不相交。如果直线AB和线段CD已经相交,那么继续判断直线CD与线段AB是否相交,如果不相交,那么线段AB和线段CD肯定不相交。 如果直线AB与线段CD相交,且直线CD与线段AB相交,那么可以断定线段AB和线段CD相交.

      关键问题是:如何判断直线AB是否与线段CD相交呢?设直线AB的方程为:f(x,y) = 0, 当C和D点不在直线的同侧时,直线AB必然与线段CD相交,也就是说直线AB与线段CD相交的条件为:f(C) * f(D) <= 0

 

程序:

#include
using namespace std;

typedef struct point
{
	float x;
	float y;
}Point;

//判断直线AB是否与线段CD相交
bool lineIntersectSide(Point A, Point B, Point C, Point D)
{
	// A(x1, y1), B(x2, y2)的直线方程为:
	// f(x, y) =  (y - y1) * (x1 - x2) - (x - x1) * (y1 - y2) = 0

	float fC = (C.y - A.y) * (A.x - B.x) - (C.x - A.x) * (A.y - B.y);
	float fD = (D.y - A.y) * (A.x - B.x) - (D.x - A.x) * (A.y - B.y);
	
	if(fC * fD > 0)
		return false;

	return true;
}

bool sideIntersectSide(Point A, Point B, Point C, Point D)
{
	if(!lineIntersectSide(A, B, C, D))
		return false;
	if(!lineIntersectSide(C, D, A, B))
		return false;

	return true;
}

int main()
{
	Point P1 = {0, 0};
	Point P2 = {10, 0};
	Point P3 = {0, 1};
	Point P4 = {5, 0.1};
	
	if(sideIntersectSide(P1, P2, P3, P4))
		cout << "intersect" << endl;
	else
		cout << "does not intersect" << endl;

	return 0;
}

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