[poj 1039]Pipes[线段相交求交点]

题意:

无反射不透明管子, 问从入口射入的所有光线最远能到达的横坐标. 贯穿也可.

思路:

枚举每一组经过 up [ i ] 和 down [ j ] 的直线, 计算最远点.

因为无法按照光线生成的方式确定点斜式的起始点及斜率(连续的), 于是换另一种思路:

反正最终是要判断可行的直线, 就直接选择一些有代表性的直线, 覆盖所有边界即可.

于是考虑边界是什么.

首先可以发现: 由于光线是入口整个发出的, 其实也就是入口和拐点是平等的. 只要判相交.

只要覆盖在整个管道范围内的直线就可以, 由于不知道管道的形状特点, 只能暴力枚举每一组上下界. 能够完全穿过的直线就取"恰好与出口的一端相交"的情况.

这样做就将当前所枚举的两端点视为一段管道, 当前直线可以穿过当前等效管道, 判别是否可以穿过其他管道(包括等效管道内部的真实管道). 

也就是将一系列判别满足的问题拆分为, 保证单个问题满足, 并用此一单个问题 粗略划定的范围去测试其它. 这样就解决了用来测试的范围无从确定的障碍.

难点就在于想到如何遍历所有可行的直线.

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#include<iostream>
#include<cmath>
#include<iomanip>
using namespace std;

const double precision=1e-3;   //精度限制
const double inf=99999.0;   //正无穷，注意下面使用的是负无穷

typedef class Node    //折点坐标
{
public:
	double x;
	double y;
}point;

int max(int a,int b)
{
	return a>b?a:b;
}

/*把浮点p的值转化为0,1或-1  (精度讨论)*/

int dblcmp(double p)
{
	if(fabs(p)<precision)    // fabs()  浮点数的绝对值
		return 0;       //只要是在0的邻域，就认为是0

	return p>0?1:-1;
}

/*叉积运算*/

double det(double x1,double y1,double x2,double y2)
{
	return x1*y2-x2*y1;
}

/*计算P点在AB的顺侧还是逆侧*/

double cross(point A,point B,point P)//AB x AP
{
	return det(B.x-A.x , B.y-A.y , P.x-A.x , P.y-A.y);
}

/*判断直线AB与线段CD是否相交*/

bool check(point A,point B,point C,point D)
{
	return (dblcmp(cross(A,B,C)) * dblcmp(cross(A,B,D)) <= 0);//在异侧或在线上
}

/*计算直线AB和线段CD的交点横坐标*/

double intersection(point A,point B,point C,point D)
{
	double area1=cross(A,B,C);
	double area2=cross(A,B,D);
	int c=dblcmp(area1);
	int d=dblcmp(area2);

	if(c*d<0) //C,D在直线AB的两侧，规范相交
		return (area2*C.x - area1*D.x)/(area2-area1);  //交点计算公式

	if(c*d==0){   //CD的其中一个端点在AB上，不规范相交
		if(c==0)
			return C.x;
		else
			return D.x;
	}
	return -inf;  //CD在AB同侧，无交点,返回 负无穷
}

int main()
{
	int n,i,j,k;    //折点数
	while(cin>>n)
	{
		if(!n)
			break;

		point* up=new point[n+1];         //上折点
		point* down=new point[n+1];       //下折点

		double max_x=-inf;  //最大可见度(管中最远可见点的横坐标)
		/*Input*/

		for(i=1;i<=n;i++)
		{
			cin>>up[i].x>>up[i].y;
			down[i].x=up[i].x;
			down[i].y=up[i].y-1;
		}

		bool flag=false;  //标记当前光线L(直线up[i]->down[j])能否贯通全管
		for(i=1;i<=n;i++) //枚举所有通过一个上折点、一个下折点的直线
		{
			for(j=n;j>=1;j--)
				if(i!=j)
				{
					for(k=1;k<=n;k++)     //直线L最大延伸到第k-1节管子
						if(!check(up[i],down[j],up[k],down[k]))   //up[k]->down[k]为折点处垂直x轴的直线
							break;

					if(k>n)//顺利结束循环,可以贯穿
					{
						flag=true;
						break;
					}
					else if(k>max(i,j))  //判断与第k-1节管子的上管壁还是下管壁相交
					{
						double temp=intersection(up[i],down[j],up[k],up[k-1]);
						if(max_x < temp)
							max_x=temp;

						temp=intersection(up[i],down[j],down[k],down[k-1]);
						if(max_x < temp)
							max_x=temp;
					}
				}

			if(flag)
				break;
		}

		if(flag)
			cout<<"Through all the pipe."<<endl;
		else
			cout<<fixed<<setprecision(2)<<max_x<<endl;

		/*Relax Room*/

		delete up;
		delete down;
	}
	return 0;
}

自己敲一遍:

#include <cstdio>
#include <cmath>
using namespace std;
const double EPS = 1e-6;///写成int了= =
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int MAXN = 25;
typedef struct node
{
    double x,y;
}point;
point up[MAXN],down[MAXN];

int max(int a, int b)
{
    int diff = b - a;
    return b - (diff & (diff>>31));
}

int dcmp(double p)
{
    if(fabs(p)<EPS)
        return 0;
    return p>0?1:-1;
}

double det(double x1, double y1, double x2, double y2)
{
    return x1*y2 - x2*y1;
}

double cross(point A, point B, point P)
{

    return det(B.x - A.x, B.y - A.y, P.x - A.x, P.y - A.y);;
}

bool check(point A, point B, point C, point D)
{
    return (dcmp(cross(A, B, C)) * dcmp(cross(A, B, D)) <= 0);//规范或不规范相交
}

double intersection(point A, point B, point C, point D)
{
    double area1 = cross(A, B, C);
    double area2 = cross(A, B, D);
    int c = dcmp(area1);
    int d = dcmp(area2);
    if(c*d<0)
    {
        return (area2 * C.x - area1 * D.x)/(area2 - area1);
    }
    if(!(c*d))
    {
        if(!c)
            return C.x;
        else
            return D.x;
    }
    return -INF;
}

int main()
{
    int n;
    while(scanf("%d",&n)==1 && n)
    {
        double Mx = -INF;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            scanf("%lf %lf",&up[i].x,&up[i].y);
            down[i].x = up[i].x,down[i].y = up[i].y - 1;
        }
        bool flag = false;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            for(int j=1,k;j<=n;j++)
            {
                if(i==j)
                    continue;
                for(k=1;k<=n;k++)
                {
                    if(!check(up[i],down[j],up[k],down[k]))
                        break;
                }

                if(k>n)
                {
                    flag = true;
                    break;
                }
                if(k>max(i,j))
                {
                    double temp = intersection(up[i],down[j],up[k],up[k-1]);
                    if(Mx < temp)
                        Mx = temp;
                    temp = intersection(up[i],down[j],down[k],down[k-1]);
                    if(Mx < temp)
                        Mx = temp;
                }
            }
            if(flag)
                break;
        }
        if(flag)
            printf("Through all the pipe.\n");
        else
            printf("%.2lf\n",Mx);
    }

}