P1742 最小圆覆盖
\(\color{#0066ff}{题目描述}\)
给出N个点,让你画一个最小的包含所有点的圆。
\(\color{#0066ff}{输入格式}\)
先给出点的个数N,2<=N<=100000,再给出坐标Xi,Yi.(-10000.0<=xi,yi<=10000.0)
\(\color{#0066ff}{输出格式}\)
输出圆的半径,及圆心的坐标,保留10位小数
\(\color{#0066ff}{输入样例}\)
6
8.0 9.0
4.0 7.5
1.0 2.0
5.1 8.7
9.0 2.0
4.5 1.0
\(\color{#0066ff}{输出样例}\)
5.0000000000
5.0000000000 5.0000000000
\(\color{#0066ff}{数据范围与提示}\)
none
\(\color{#0066ff}{题解}\)
随机增量法
前置知识,三点定圆
设圆上有三个点\(A(x_1, y_1), B(x_2, y_2), C(x_3, y_3)\)
我们可以找这些点的连线的任两条线,找它们垂直平分线的交点就是圆心
易得向量(线段)AB,BC
设两条线段的垂直平分线为\(A_1x+B_1y=C_1,A_2x+B_2y=C_2\)
上式的A和B分别是两个向量的x和y(法向量(可以带入验证))
之后带入AB,BC的中点来求出两个C
联立两个垂直平分线,解出来
\(x=\frac{C_2*B_1-C_1*B_2}{A_2*B_1-A_1*B_2}, y=\frac{C_2*A_1-C_1*A_2}{B_2*A_1-B_1*A_2}\)
有了圆心,半径自然好求,随便找圆上一点(A,B,C)与圆心求距离就是半径了
随机增量
初始设置第一个点为圆心,半径为0
依次扫每个点,如果不在当前圆内,则以那个点为圆心
再次扫从头开始到当前的每个点,如果不在当前圆中
则当前点与那个点作为新圆直径,构成当前圆,再次扫到当前每个点
如果仍有不在圆内的,三点定圆
#include <bits/stdc++.h>
#define _ 0
#define LL long long
inline LL in() {
LL x = 0, f = 1; char ch;
while(!isdigit(ch = getchar()))(ch == '-') && (f = -f);
while(isdigit(ch)) x = x * 10 + (ch ^ 48), ch = getchar();
return x * f;
}
const int maxn = 1e5 + 10;
const double eps = 1e-14;
struct node {
double x, y;
node(double x = 0, double y = 0)
:x(x), y(y) {}
double mod() {
return sqrt(x * x + y * y);
}
friend node operator - (const node &a, const node &b) {
return node(a.x - b.x, a.y - b.y);
}
friend node operator + (const node &a, const node &b) {
return node((a.x + b.x) / 2.0, (a.y + b.y) / 2.0);
}
}e[maxn];
int n;
void circle(node a, node b, node c, node &o, double &r) {
node ab = b - a, bc = c - b, mid1 = a + b, mid2 = b + c;
double A1 = ab.x, B1 = ab.y, A2 = bc.x, B2 = bc.y;
double C1 = A1 * mid1.x + B1 * mid1.y, C2 = A2 * mid2.x + B2 * mid2.y;
o = node((C2 * B1 - C1 * B2) / (A2 * B1 - A1 * B2), (C2 * A1 - C1 * A2) / (B2 * A1 - B1 * A2));r = (o - a).mod();
}
void work() {
node o = e[1];
double r = 0;
for(int i = 2; i <= n; i++)
if((e[i] - o).mod() - r > eps) {
o = e[i], r = 0;
for(int j = 1; j <= i - 1; j++)
if((e[j] - o).mod() - r > eps) {
o = e[i] + e[j];
r = (o - e[i]).mod();
for(int k = 1; k <= j - 1; k++)
if((e[k] - o).mod() - r > eps)
circle(e[i], e[j], e[k], o, r);
}
}
printf("%.10f\n%.10f %.10f", r, o.x, o.y);
}
int main() {
n = in();
for(int i = 1; i <= n; i++) scanf("%lf%lf", &e[i].x, &e[i].y);
work();
return 0;
}
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