http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4266

The Worm in the Apple

Time Limit: 50000/20000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/65536 K (Java/Others)

Total Submission(s): 547    Accepted Submission(s): 252
Problem Description
Willy the Worm was living happily in an apple – until some vile human picked the apple, and started to eat it! Now, Willy must escape!

Given a description of the apple (defined as a convex shape in 3D space), and a list of possible positions in the apple for Willy (defined as 3D points), determine the minimum distance Willy must travel to get to the surface of the apple from each point.
 
Input
There will be several test cases in the input. Each test case will begin with a line with a single integer
n (4≤n≤1,000), which tells the number of points describing the apple.

On the next n lines will be three integers x,
y
and z (-10,000≤x,y,z≤10,000), where each point (x,y,z) is either on the surface of, or within, the apple. The apple is the convex
hull of these points. No four points will be coplanar.

Following the description of the apple, there will be a line with a single integer
q (1≤q≤100,000), which is the number of queries – that is, the number of points where Willy might be inside the apple. Each of the following
q lines will contain three integers x,
y
and z (-10,000≤x,y,z≤10,000), representing a point (x,y,z) where Willy might be. All of Willy’s points are guaranteed to be inside
the apple. The input will end with a line with a single 0.
 
Output
For each query, output a single floating point number, indicating the minimum distance Willy must travel to exit the apple. Output this number with exactly 4 decimal places of accuracy, using standard 5 up / 4 down rounding (e.g.
2.12344 rounds to 2.1234, 2.12345 rounds to 2.1235). Output each number on its own line, with no spaces, and do not print any blank lines between answers.
 
Sample Input
6
0 0 0
100 0 0
0 100 0
0 0 100
20 20 20
30 20 10
4
1 1 1
30 30 35
7 8 9
90 2 2
0
 
Sample Output
1.0000
2.8868
7.0000
2.0000
 题意:有个虫子生活在一个多面体苹果里面,给出这个苹果的顶点,问这个虫子爬出苹果的最短距离是多少?
分析:点到面的最短距离(暴力枚举改点和所有凸面的距离)
#include"stdio.h"
#include"string.h"
#include"iostream"
#include"map"
#include"string"
#include"queue"
#include"stack"
#include"vector"
#include"stdlib.h"
#include"algorithm"
#include"math.h"
#define M 1009
#define eps 1e-10
#define inf 0x3f3f3f3f
#define mod 1070000009
#define PI acos(-1.0)
using namespace std;
struct node
{
double x,y,z,dis;
node(){}
node(double xx,double yy,double zz):x(xx),y(yy),z(zz){}
node operator +(const node p)//向量间求和操作
{
return node(x+p.x,y+p.y,z+p.z);
}
node operator -(const node p)//向量间相减操作
{
return node(x-p.x,y-p.y,z-p.z);
}
node operator *(const node p)//向量间叉乘操作
{
return node(y*p.z-z*p.y,z*p.x-x*p.z,x*p.y-y*p.x);
}
node operator *(const double p)//向量乘以一个数
{
return node(x*p,y*p,z*p);
}
node operator /(const double p)//向量除以一个数
{
return node(x/p,y/p,z/p);
}
double operator ^(const node p)//向量间点乘操作
{
return x*p.x+y*p.y+z*p.z;
}
};
struct threeD_convex_hull//三维凸包
{
struct face
{
int a,b,c;
int ok;
};
int n;//初始点数
int cnt;//凸包三角形数
node p[M];//初始点
face f[M*8];//凸包三角形
int to[M][M];//点i到j是属于哪个面
double len(node p)//向量的长度
{
return sqrt(p.x*p.x+p.y*p.y+p.z*p.z);
}
double area(node a,node b,node c)//三个点的面积*2
{
return len((b-a)*(c-a));
}
double volume(node a,node b,node c,node d)//四面体面积*6
{
return (b-a)*(c-a)^(d-a);
}
double ptof(node q,face f)//点与面同向
{
node m=p[f.b]-p[f.a];
node n=p[f.c]-p[f.a];
node t=q-p[f.a];
return m*n^t;
}
void dfs(int q,int cur)//维护凸包,若点q在凸包外则更新凸包
{
f[cur].ok=0;//删除当前面,因为此时它在更大的凸包内部
deal(q,f[cur].b,f[cur].a);
deal(q,f[cur].c,f[cur].b);
deal(q,f[cur].a,f[cur].c);
}
//因为每个三角形的的三边是按照逆时针记录的,所以把边反过来后对应的就是与ab边共线的另一个面
void deal(int q,int a,int b)
{
int fa=to[a][b];//与当前面cnt共边的另一个面
face add;
if(f[fa].ok)//若fa面目前是凸包的表面则继续
{
if(ptof(p[q],f[fa])>eps)//若点q能看到fa面继续深搜fa的三条边,更新新的凸包面
dfs(q,fa);
else//当q点可以看到cnt面的同时看不到a,b共边的fa面,则p和a,b点组成一个新的表面三角形
{
add.a=b;
add.b=a;
add.c=q;
add.ok=1;
to[b][a]=to[a][q]=to[q][b]=cnt;
f[cnt++]=add;
}
}
}
int same(int s,int t)//判断两个三角形是否共面
{
node a=p[f[s].a];
node b=p[f[s].b];
node c=p[f[s].c];
if(fabs(volume(a,b,c,p[f[t].a]))<eps
&&fabs(volume(a,b,c,p[f[t].b]))<eps
&&fabs(volume(a,b,c,p[f[t].c]))<eps)
return 1;
return 0;
}
void make()//构建3D凸包
{
cnt=0;
if(n<4)
return;
int sb=1;
for(int i=1;i<n;i++)//保证前两个点不共点
{
if(len(p[0]-p[i])>eps)
{
swap(p[1],p[i]);
sb=0;
break;
}
}
if(sb)return;
sb=1;
for(int i=2;i<n;i++)//保证前三个点不共线
{
if(len((p[1]-p[0])*(p[i]-p[0]))>eps)
{
swap(p[2],p[i]);
sb=0;
break;
}
}
if(sb)return;
sb=1;
for(int i=3;i<n;i++)//保证前四个点不共面
{
if(fabs(volume(p[0],p[1],p[2],p[i]))>eps)
{
swap(p[3],p[i]);
sb=0;
break;
}
}
if(sb)return;
face add;
for(int i=0;i<4;i++)//构建初始四面体
{
add.a=(i+1)%4;
add.b=(i+2)%4;
add.c=(i+3)%4;
add.ok=1;
if(ptof(p[i],add)>eps)
swap(add.c,add.b);
to[add.a][add.b]=to[add.b][add.c]=to[add.c][add.a]=cnt;
f[cnt++]=add;
}
for(int i=4;i<n;i++)//倍增法更新凸包
{
for(int j=0;j<cnt;j++)//判断每个点是在当前凸包的内部或者外部
{
if(f[j].ok&&ptof(p[i],f[j])>eps)//若在外部且看到j面继续
{
dfs(i,j);
break;
}
}
}
int tmp=cnt;//把不是凸包上的面删除即ok=0;
cnt=0;
for(int i=0;i<tmp;i++)
if(f[i].ok)
f[cnt++]=f[i];
}
double Area()//表面积
{
double S=0;
if(n==3)
{
S=area(p[0],p[1],p[2])/2.0;
return S;
}
for(int i=0;i<cnt;i++)
S+=area(p[f[i].a],p[f[i].b],p[f[i].c]);
return S/2.0;
}
double Volume()//体积
{
double V=0;
node mid(0,0,0);
for(int i=0;i<cnt;i++)
V+=volume(p[f[i].a],p[f[i].b],p[f[i].c],mid);
V=fabs(V)/6.0;
return V;
}
int tringleCnt()//凸包表面三角形数目
{
return cnt;
}
int faceCnt()//凸包表面多边形数目
{
int num=0;
for(int i=0;i<cnt;i++)
{
int flag=1;
for(int j=0;j<i;j++)
{
if(same(i,j))
{
flag=0;
break;
}
}
num+=flag;
}
return num;
}
double pf_dis(face f,node q)//点到面的距离
{
double V=volume(p[f.a],p[f.b],p[f.c],q);
double S=area(p[f.a],p[f.b],p[f.c]);
return fabs(V/S);
}
double min_dis(node q)//暴力搜索内部的点q到面的最短距离即体积/面积
{
double mini=inf;
for(int i=0;i<cnt;i++)
{
double h=pf_dis(f[i],q);
if(mini>h)
mini=h;
}
return mini;
}
node barycenter()//凸包的重心
{
node ret(0,0,0),mid(0,0,0);
double sum=0;
for(int i=0;i<cnt;i++)
{
double V=volume(p[f[i].a],p[f[i].b],p[f[i].c],mid);
ret=ret+(mid+p[f[i].a]+p[f[i].b]+p[f[i].c])/4.0*V;
sum+=V;
}
ret=ret/sum;
return ret;
} }hull;
int main()
{
while(scanf("%d",&hull.n),hull.n)
{
for(int i=0;i<hull.n;i++)
scanf("%lf%lf%lf",&hull.p[i].x,&hull.p[i].y,&hull.p[i].z);
hull.make();
int m;
scanf("%d",&m);
while(m--)
{
node q;
scanf("%lf%lf%lf",&q.x,&q.y,&q.z);
printf("%.4lf\n",hull.min_dis(q));
}
}
return 0;
}

三维凸包求内部一点到表面的最近距离(HDU4266)的更多相关文章

  1. 三维凸包求凸包表面的个数(HDU3662)

    3D Convex Hull Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others) T ...

  2. 三维凸包求其表面积(POJ3528)

    Ultimate Weapon Time Limit: 2000MS   Memory Limit: 131072K Total Submissions: 2074   Accepted: 989 D ...

  3. 三维凸包求重心到面的最短距离(HDU4273)

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4273 Rescue Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memo ...

  4. 2019CCPC-江西省赛 -A Cotree (树形DP,求树上一点到其他点的距离之和)

    我是傻逼我是傻逼 #include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int maxn=4e5+50; typedef long long ...

  5. POJ 2225 / ZOJ 1438 / UVA 1438 Asteroids --三维凸包,求多面体重心

    题意: 两个凸多面体,可以任意摆放,最多贴着,问他们重心的最短距离. 解法: 由于给出的是凸多面体,先构出两个三维凸包,再求其重心,求重心仿照求三角形重心的方式,然后再求两个多面体的重心到每个多面体的 ...

  6. POJ 3528 求三维凸包表面积

    也是用模板直接套的题目诶 //#pragma comment(linker, "/STACK:16777216") //for c++ Compiler #include < ...

  7. hdu4449Building Design(三维凸包+平面旋转)

    链接 看了几小时也没看懂代码表示的何意..无奈下来问问考研舍友. 还是考研舍友比较靠谱,分分钟解决了我的疑问. 可能三维的东西在纸面上真的不好表示,网上没有形象的题解,只有简单"明了&quo ...

  8. hdu 4273 2012长春赛区网络赛 三维凸包中心到最近面距离 ***

    新模板 /* HDU 4273 Rescue 给一个三维凸包,求重心到表面的最短距离 模板题:三维凸包+多边形重心+点面距离 */ #include<stdio.h> #include&l ...

  9. hdu4266(三维凸包模板题)

    /*给出三维空间中的n个顶点,求解由这n个顶点构成的凸包表面的多边形个数. 增量法求解:首先任选4个点形成的一个四面体,然后每次新加一个点,分两种情况: 1> 在凸包内,则可以跳过 2> ...

随机推荐

  1. ggplot2——简介

    ggplot2是R语言最为强大的作图软件包,强于其自成一派的数据可视化理念.当熟悉了ggplot2的基本套路后,数据可视化工作将变得非常轻松而有条理. 本文主要对ggplot2的可视化理念及开发套路做 ...

  2. 10分钟学会写Jquery插件

    最近很多网友说jquery插件是什么啊?怎么写的啊?我不会写啊?   一大堆的问题一时都不知道怎么回答他们,个人认为是网友们把问题复杂化了. 其实就是把一些常用.实用.通用的功能封装起来而以,简单的来 ...

  3. 在jsp中,page指令的()属性用来引入需要的包或类。

    在jsp中,page指令的()属性用来引入需要的包或类. A.extends B.import C.language D.contentType 解答:B

  4. 送给半路出家的Pythoner

    伯乐在线Python专区: http://python.jobbole.com/category/python/ 我希望初学Python时就能知道的一些用法: http://python.jobbol ...

  5. python 脚本检测python 版本

    通过sys 模块的sys_info可以返回当前python 的版本信息, 其返回值是一个元组, 比如(2, 6, 6, 'final', 0); 表示当前版本为2.6.6 , 我们可以利用这个变量的值 ...

  6. 基础控制器MVC ,全局判断

    public class BaseController : Controller    {        //        // GET: /Base/ protected override voi ...

  7. 【Java面试题】38 Collection 和 Collections的区别

    Collection是集合类的一个顶级接口,其直接继承接口有List与Set 而Collections则是集合类的一个工具类/帮助类,其中提供了一系列静态方法,用于对集合中元素进行排序.搜索以及线程安 ...

  8. svn merge和branch分析

    [转载] 使用svn几年了,一直对分支和合并敬而远之,一来是因为分支的管理不该我操心,二来即使涉及到分支的管理,也不敢贸然使用合并功能,生怕合并出了问题对团队造成不良影响,最主要的原因是,自己对分支的 ...

  9. 【python】通过代理安装包

    1.安装setuptools 支持 pip install 或easy_install 2.在终端执行 set HTTP_PROXY=http://your.proxy.com:yourPort se ...

  10. Ant多渠道批量打包

    由于我现在已经用更好的gradle了,所以关于ant我只是简单的讲一讲,如果想学gradle请到我的博客中查看 http://www.cnblogs.com/uncle2000 ant的配置请自行百度 ...