POJ3608(旋转卡壳--求两凸包的最近点对距离)

题目:Bridge Across Islands

 

分析:以下内容来自:http://blog.csdn.net/acmaker/article/details/3178696

 

考虑如下的算法, 算法的输入是两个分别有m和n个顺时针给定顶点的凸多边形P和Q。

1.计算P上y坐标值最小的顶点(称为 yminP )和Q上y坐标值最大的顶点(称为 ymaxQ)。

2.为多边形在 yminP 和 ymaxQ 处构造两条切线 LP 和 LQ 使得他们对应的多边形位于他们的右侧。

  此时 LP 和 LQ 拥有不同的方向, 并且 yminP 和 ymaxQ 成为了多边形间的一个对踵点对。

3.计算距离(yminP,ymaxQ) 并且将其维护为当前最小值。

4.顺时针同时旋转平行线直到其中一个与其所在的多边形的边重合。

5.如果只有一条线与边重合, 那么只需要计算“顶点-边”对踵点对和“顶点-顶点”对踵点对距离。 都将他们与当前最小值

比较, 如果小于当前最小值则进行替换更新。如果两条切线都与边重合,那么情况就更加复杂了。如果边“交叠”,也就是

可以构造一条与两条边都相交的公垂线(但不是在顶点处相交), 那么就计算“边-边”距离。 否则计算三个新的“顶点-顶

点”对踵点对距离。 所有的这些距离都与当前最小值进行比较, 若小于当前最小值则更新替换。

6.重复执行步骤4和步骤5, 直到新的点对为(yminP,ymaxQ)。

7.输出最小距离。


 

#include <iostream>

#include <string.h>

#include <algorithm>

#include <stdio.h>

#include <math.h>



using namespace std;



const int N=50000;

const double eps=1e-9;

const double INF=1e99;



struct Point

{

    double x,y;

};



Point P[N],Q[N];



double cross(Point A,Point B,Point C)

{

    return (B.x-A.x)*(C.y-A.y)-(B.y-A.y)*(C.x-A.x);

}



double dist(Point A,Point B)

{

    return sqrt((A.x-B.x)*(A.x-B.x)+(A.y-B.y)*(A.y-B.y));

}



double multi(Point A,Point B,Point C)

{

    return (B.x-A.x)*(C.x-A.x)+(B.y-A.y)*(C.y-A.y);

}



//顺时针排序

void anticlockwise(Point p[],int n)

{

    for(int i=0;i<n-2;i++)

    {

        double tmp=cross(p[i],p[i+1],p[i+2]);

        if(tmp>eps) return;

        else if(tmp<-eps)

        {

            reverse(p,p+n);

            return;

        }

    }

}



//计算C点到直线AB的最短距离

double Getdist(Point A,Point B,Point C)

{

    if(dist(A,B)<eps) return dist(B,C);

    if(multi(A,B,C)<-eps) return dist(A,C);

    if(multi(B,A,C)<-eps) return dist(B,C);

    return fabs(cross(A,B,C)/dist(A,B));

}



//求一条直线的两端点到另外一条直线的距离,反过来一样,共4种情况

double MinDist(Point A,Point B,Point C,Point D)

{

    return min(min(Getdist(A,B,C),Getdist(A,B,D)),min(Getdist(C,D,A),Getdist(C,D,B)));

}



double Solve(Point P[],Point Q[],int n,int m)

{

    int yminP=0,ymaxQ=0;

    for(int i=0;i<n;i++)

       if(P[i].y<P[yminP].y)

          yminP=i;

    for(int i=0;i<m;i++)

       if(Q[i].y>Q[ymaxQ].y)

          ymaxQ=i;

    P[n]=P[0];

    Q[m]=Q[0];

    double tmp,ans=INF;

    for(int i=0;i<n;i++)

    {

        while(tmp=cross(P[yminP+1],Q[ymaxQ+1],P[yminP])-cross(P[yminP+1],Q[ymaxQ],P[yminP])>eps)

            ymaxQ=(ymaxQ+1)%m;

        if(tmp<-eps) ans=min(ans,Getdist(P[yminP],P[yminP+1],Q[ymaxQ]));

        else         ans=min(ans,MinDist(P[yminP],P[yminP+1],Q[ymaxQ],Q[ymaxQ+1]));

        yminP=(yminP+1)%n;

    }

    return ans;

}



int main()

{

    int n,m;

    while(cin>>n>>m)

    {

        if(n==0&&m==0) break;

        for(int i=0;i<n;i++)

           cin>>P[i].x>>P[i].y;

        for(int i=0;i<m;i++)

           cin>>Q[i].x>>Q[i].y;

        anticlockwise(P,n);

        anticlockwise(Q,m);

        printf("%.5lf\n",min(Solve(P,Q,n,m),Solve(Q,P,m,n)));

    }

    return 0;

}


 

 

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