这两天写了圆交和圆并
圆交和圆并都有非常优美的O(n^2logn)算法,AekdyCoin有讲
但是像这种求面积的题还可以用Simpson积分法
简单的说就是将一段函数积分用二次函数积分拟合
一听这种搞法就知道是乱搞……但是很多时候比较有用……
嗯……像是求圆并的话,可以这样做
将x轴某一点上各个圆并所对应的长度视为函数值,用Simpson积分拟合
圆并在x轴上某一点对应的长度比较好算
如图,蓝色的那一段就是这一点对应的函数值,那么实际上就是每个圆和直线求一次交,得到的一段线段再做一次线段覆盖
看的出来复杂度是比较高的……每求一次函数值就是O(n)
具体的拟合怎么做呢
对于一段区间(l,r)我们首先计算f(l),f(r),f(mid)
然后(l,r)对应的拟合积分就是(f(l)+f(r)+4*f(mid))*(r-l)/6
然后再分别计算(l,mid),(mid,r)的积分
如果误差<eps,认为这一段拟合正确,否则递归计算两个区间
又好想又好写~~
问题是,这样做真是乱搞的……
在做得时候要注意几个问题
一是最好确保积的这一段函数是连续的,否则极有可能出现4个峰分别在mid两边,你积出来得0的情况……
二是注意精度……如果输出要求精确到几位,你的eps最好比他高几个数量级……否则容易出错……而精度设高的代价为非常慢……
综上所述,Simpson积分法虽然不失为一个非常优秀的算法
但是由于他的种种问题,在可以想出正解或者有比他更好的算法的时候尽量少用……
优点就是适用范围广,好想好实现
如果没想出什么更好的算法就尽管用吧,总比没分好……
但是如果是ACM或者TC,CF之类的需要全部AC的慎用……或者eps精度高一点……
话说这样的考试一般不会出积分才能过的题吧……
SPOJ CIRU的代码 //此题为裸圆并
//Lib #include<cstdio> #include<cstring> #include<cstdlib> #include<cmath> #include<ctime> #include<iostream> #include<algorithm> #include<vector> #include<string> #include<queue> #include<stack> #include<set> #include<map> using namespace std; //Macro #define rep(i,a,b) for(int i=a,tt=b;i<=tt;++i) #define drep(i,a,b) for(int i=a,tt=b;i>=tt;--i) #define erep(i,e,x) for(int i=x;i;i=e[i].next) #define irep(i,x) for(__typeof(x.begin()) i=x.begin();i!=x.end();i++) #define read() (strtol(ipos,&ipos,10)) #define sqr(x) ((x)*(x)) #define pb push_back #define mp make_pair #define PS system("pause"); typedef long long ll; typedef pair<int,int> pii; const int oo=~0U>>1; const double inf=1e100; const double eps=1e-6; string name="", in=".in", out=".out"; //Var struct CIR { double x,y,r; void init(){scanf("%lf%lf%lf",&x,&y,&r);} }o[1008],tmp[1008]; int n,st,ed; double xl[1008],xr[1008],ans; pair<double,double> seg[1008]; bool cmp1(const CIR &a,const CIR &b){return a.r>b.r;} bool cmp2(const CIR &a,const CIR &b){return a.x-a.r<b.x-b.r||fabs(a.x-a.r-(b.x-b.r))<=eps&&a.x+a.r<b.x+b.r;} bool In(int i,int j){return sqr(tmp[i].x-o[j].x)+sqr(tmp[i].y-o[j].y)<=sqr(tmp[i].r-o[j].r);} void Init() { scanf("%d",&n); rep(i,1,n)o[i].init();//,s[i]=i; sort(o+1,o+1+n,cmp1); int k=0,j; rep(i,1,n) { for(j=1;j<=k;j++) if(In(j,i))break; if(j>k) tmp[++k]=o[i]; } n=k; rep(i,1,n)o[i]=tmp[i]; } double f(double x) { int tot=0,j; double ret=0,dis,l,r; rep(i,st,ed) { if(x<=xl[i]||x>=xr[i])continue; dis=sqrt(o[i].r-sqr(x-o[i].x)); seg[++tot]=mp(o[i].y-dis,o[i].y+dis); } sort(seg+1,seg+1+tot); rep(i,1,tot) { l=seg[i].first;r=seg[i].second; for(j=i+1;j<=tot;j++) if(seg[j].first>r)break; else r=max(seg[j].second,r); ret+=r-l;i=j-1; } return ret; } double Calc(double s,double fl,double fr,double fmid){return (fl+fr+4*fmid)*s/6;} double Simpson(double l,double mid,double r,double fl,double fm,double fr,double tot) { double m1=(l+mid)*0.5,m2=(mid+r)*0.5; double fm1=f(m1),fm2=f(m2); double g1=Calc(mid-l,fl,fm,fm1),g2=Calc(r-mid,fm,fr,fm2); if(fabs(tot-g1-g2)<=eps)return g1+g2; return Simpson(l,m1,mid,fl,fm1,fm,g1)+Simpson(mid,m2,r,fm,fm2,fr,g2); } void Work() { sort(o+1,o+1+n,cmp2); rep(i,1,n)xl[i]=o[i].x-o[i].r,xr[i]=o[i].x+o[i].r,o[i].r*=o[i].r; double l,r,mid,fl,fr,fm; int j; rep(i,1,n) { l=xl[i],r=xr[i]; for(j=i+1;j<=n;j++) if(xl[j]>r)break; else r=max(xr[j],r); mid=(l+r)*0.5; st=i;ed=j-1;i=j-1; fl=f(l);fm=f(mid);fr=f(r); ans+=Simpson(l,mid,r,fl,fm,fr,Calc(r-l,fl,fr,fm)); } printf("%.3lf\n",ans); } int main() { Init(); Work(); return 0; }P.S:
bzoj上有道和这个一模一样的圆并,但是eps得设到1e-13才能AC,可见Simpson积分十分不稳定啊
P.S2:
bzoj要关了……不知道root出于什么原因……谨以此篇写的非常烂的不知道想干什么的文章纪念我的bzoj账号……