计算球面的距离

计算球面的距离

来自于《编程珠玑》

计算球面的距离，输入是球面上点的经度和纬度，得到一个原始点集，再得到另一个测量点集，输出测量点集中的每个点到原始点集中的每个点的距离，这里的距离是两个点的集合距离，即使在笛卡尔坐标系中的欧氏距离，根据经度和纬度，转换为点在笛卡尔积中的 x, y, z 坐标

测试数据：
5
E23 N35
E150 N80
W50 N20
W175 N55
E20 S35

3
E105 S70
W40 S50
W160 S85

  1  //
  2  //     goonyangxiaofang(at)163(dot)com
  3  //     QQ: 五九一二四七八七六
  4  //
  5 
  6  #include  < iostream >
  7  #include  < string >
  8  #include  < vector >
  9  #include  < cmath >
 10 
 11  class  PointSet
 12  {
 13  public :
 14       struct  Point
 15      {
 16          std:: string  longitude;
 17          std:: string  latitude;
 18           double  longi;
 19           double  lati;
 20           double  x, y, z;
 21       private :
 22           void  ajust()
 23          {
 24               if  (longitude[ 0 ]  ==   ' E ' )
 25              {
 26                  longi  =  atof(longitude.c_str()  +   1 );
 27              }
 28               else   if  (longitude[ 0 ]  ==   ' W ' )
 29              {
 30                  longi  =   360.0   -  atof(longitude.c_str()  +   1 );
 31              }
 32               if  (latitude[ 0 ]  ==   ' N ' )
 33              {
 34                  lati  =  atof(latitude.c_str()  +   1 );
 35              }
 36               else   if  (latitude[ 0 ]  ==   ' S ' )
 37              {
 38                  lati  =   - atof(latitude.c_str()  +   1 );
 39              }
 40              x  =  R  *  cos(lati  *  PI  /   180.0 )  *  cos(longi  *  PI  /   180.0 );
 41              y  =  R  *  cos(lati  *  PI  /   180.0 )  *  sin(longi  *  PI  /   180.0 );
 42              z  =  R  *  sin(lati   *  PI  /   180.0 );
 43          }
 44       public :
 45          Point() : longitude( "" ), latitude( "" ), longi( 0.0 ), lati( 0.0 ), x( 0.0 ), y( 0.0 ), z( 0.0 ) {}
 46          Point( const  std:: string &  s1,  const  std:: string &  s2) : longitude(s1), latitude(s2)
 47          {
 48              ajust();
 49          }
 50          Point( const  Point &  p) : longitude(p.longitude), latitude(p.latitude), longi(p.longi), lati(p.lati), x(p.x), y(p.y), z(p.z) {};
 51          Point &   operator = ( const  Point &  p)
 52          {
 53              longitude  =  p.longitude;
 54              latitude   =  p.latitude;
 55              longi      =  p.longi;
 56              lati       =  p.lati;
 57              x           =  p.x;
 58              y           =  p.y;
 59              z           =  p.z;
 60               return   * this ;
 61          }
 62           bool   operator == ( const  Point &  p)  const
 63          {
 64               return  longitude  ==  p.longitude  &&  latitude  ==  p.latitude;
 65          }
 66           double  distance( const  Point &  p)
 67          {
 68               return  sqrt((x  -  p.x)  *  (x  -  p.x)  +  (y  -  p.y)  *  (y  -  p.y)  +  (z  -  p.z)  *  (z  -  p.z));
 69          }
 70          friend std::istream &   operator >> (std::istream &   in , Point &  p);
 71          friend std::ostream &   operator << (std::ostream &   out ,  const  Point &  p);
 72      };
 73  private :
 74      std::vector < Point >  m_set;
 75       static   const   double  R;
 76       static   const   double  PI;
 77  public :
 78       void  insert( const  std:: string &  s1,  const  std:: string &  s2)
 79      {
 80          Point p(s1, s2);
 81          m_set.push_back(p);
 82      }
 83       void  insert( const  Point &  p)
 84      {
 85          m_set.push_back(p);
 86      }
 87       void  print()
 88      {
 89           for  (std::size_t i  =   0 ; i  <  m_set.size();  ++ i)
 90          {
 91              std::cout  <<   " Point  "   <<  i  +   1   <<   " :  " ;
 92              std::cout  <<  m_set[i];
 93          }
 94      }
 95      std::size_t size()
 96      {
 97           return  m_set.size();
 98      }
 99      Point &   operator [](std::size_t i)
100      {
101           return  m_set[i];
102      }
103       const  Point &   operator [](std::size_t i)  const
104      {
105           return  m_set[i];
106      }
107  };
108 
109  std::istream &   operator >> (std::istream &   in , PointSet::Point &  p)
110  {
111      std:: string  s1, s2;
112       in   >>  s1  >>  s2;
113      PointSet::Point p2(s1, s2);
114      p  =  p2;
115       return   in ;
116  }
117 
118  std::ostream &   operator << (std::ostream &   out ,  const  PointSet::Point &  p)
119  {
120       out   <<  p.longitude  <<   '   ' ;
121       out   <<  p.latitude   <<   '   ' ;
122       out   <<  p.longi  <<   '   ' ;
123       out   <<  p.lati   <<   '   ' ;
124       out   <<  p.x  <<   '   ' ;
125       out   <<  p.y  <<   '   ' ;
126       out   <<  p.z  <<   '   ' ;
127       out   <<  std::endl;
128       return   out ;
129  }
130 
131  const   double  PointSet::R  =   6400.0 ;
132  const   double  PointSet::PI  =   3.1415926 ;
133 
134  int  main()
135  {
136      PointSet ps;
137      PointSet::Point p;
138       long  n;
139      std::cin  >>  n;
140       for  ( long  i  =   0 ; i  <  n;  ++ i)
141      {
142          std::cin  >>  p;
143          ps.insert(p);
144      }
145      ps.print();
146 
147      PointSet measure_ps;
148      std::cin  >>  n;
149       for  ( long  i  =   0 ; i  <  n;  ++ i)
150      {
151          std::cin  >>  p;
152          measure_ps.insert(p);
153      }
154      measure_ps.print();
155       for  (std::size_t i  =   0 ; i  <  measure_ps.size();  ++ i)
156      {
157           for  (std::size_t j  =   0 ; j  <  ps.size();  ++ j)
158          {
159              std::cout  <<   " From  "   <<  i  +   1   <<   "  to  "   <<  j  +   1   <<   " :  "   <<  ps[j].distance(measure_ps[i])  <<  std::endl;
160          }
161      }
162       return   0 ;
163  }
164