ZOJ1081 Points Within

计算几何问题,基本思想从要判断的点引一条射线看和多边形交点的个数,如果是奇数个,那么就在多边形内,否则在多边形外。先判断点是否在多边形边上的情况判掉,再判断线段相交。

#include  < iostream >
#include 
< vector >
using   namespace  std;

const   int  MAXSIZE  =   100 ;
const   double  Max  =   100000000 ;

struct  Point
{
    
double  x;
    
double  y;
}points[MAXSIZE];

Point pc;
// 选择的射线点

double  CrossMultiply( const  Point &  a, const  Point &  b, const  Point &  c)  
{
// 叉乘
     double  x1,y1,x2,y2;
    x1
=  b.x  -  a.x;
    y1 
=  b.y  -  a.y;
    x2 
=  c.x  -  b.x;
    y2 
=  c.y  -  b.y;
    
return  x1  *  y2  -  x2  *  y1;
}   
double  interSect( const  Point &  a, const  Point &  b, const  Point &  c, const  Point &  d)
{
    
double  d1,d2,d3,d4;
    d1 
=  CrossMultiply(a,b,c),
        d2 
=  CrossMultiply(a,b,d),
        d3 
=  CrossMultiply(c,d,a),
        d4 
=  CrossMultiply(c,d,b);
    
if ((d1  *  d2)  <   0   &&  (d3  *  d4)  <   0
        
return   1 .;
    
else   if ((d1  *  d2)  ==   0   ||  (d3  *  d4)  ==   0
        
return   0 ;
    
else
        
return   - 1 .;
}
bool  IsOnEdge( const  Point &  p, const  vector < Point >&  ptVect)
{
// 点是否在边上
     int  i,j,size,minX,maxX,minY,maxY;
    size 
=  ptVect.size(); // 点的数目
     for  (i = 0 ;i < size; ++ i)
    {
        j
=  i + 1 ;
        
if  (j == size)
        {
            j
= 0 ;
        }
        
if  (CrossMultiply(ptVect[i],ptVect[j],p) == 0 )
        {
// 在同一直线上
             if  (p.x >= min(ptVect[i].x,ptVect[j].x) && p.x <= max(ptVect[i].x,ptVect[j].x) && p.y >= min(ptVect[i].y,ptVect[j].y) && p.y <= max(ptVect[i].y,ptVect[j].y))
            {
// 在线段内
                 return   true ;
            }
        }
    }
    
return   false ;
}
bool  isInside( const  Point &  p, const  vector < Point >&  ptVect)
{
// 判断点是否在多边形内部
     int  i,j,num,size;
    
double  d;
    num 
=   0 // 射线与线段相交的点的个数
    size  =  ptVect.size();
    
for (i  =   0  ; i  < size;  ++ i)
    {   
// 处理每条线段
        j =  i + 1 ;
        
if  (j == size)
        {
            j
= 0 ;
        }
        d 
=  interSect(p,pc,ptVect[i],ptVect[j]);
        
if (d  >   0 )
            num
++ // 严格相交
         else   if (d  ==   0 )
        { 
// 有一端点在另一直线上
             if (ptVect[i].y  >   0   ||  ptVect[j].y  >   0
                num
++ ;
        }
    }
    
if (num  %   2   ==   0
        
return   false ;
    
else
        
return   true ;
}
int  main( void )
{
    
int  N,M,i,pX,pY,cases = 0 ;
    
while  (cin >> N && N != 0 )
    {
        cin
>> M;
        
if (cases  !=   0
            cout 
<<  endl;
        vector
< Point >  pointVect;
        
for  (i = 0 ;i < N; ++ i)
        {
            cin
>> points[i].x >> points[i].y;
            pointVect.push_back(points[i]);
        }
        cout 
<<   " Problem  "   <<   ++ cases <<   " : "   <<  endl;
        
for  (i = 0 ;i < M; ++ i)
        {
            Point p;
            cin
>> p.x >> p.y;
            pc.x 
=  Max,pc.y  =  p.y; // 故意把射线点选择在同一水平线,无穷远处
            
if  (IsOnEdge(p,pointVect))
            {
// 在一条边上
                cout << " Within " << endl;
                
continue ;
            }
            
else   if  (isInside(p,pointVect))
            {
// 在多边形内部
                cout << " Within " << endl;
            }
            
else
            {
                cout
<< " Outside " << endl;
            }
        }
    }
    
return   0 ;
}

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