Gym-101158J Cover the Polygon with Your Disk 计算几何 求动圆与多边形最大面积交
题意:给出小于10个点形成的凸多边形 和一个半径为r 可以移动的圆 求圆心在何处的面积交最大,面积为多少
题解:三分套三分求出圆心位置,再用圆与多边形面积求交
#include<bits/stdc++.h>
#define inf 1000000000000
#define M 100009
#define eps 1e-12
#define PI acos(-1.0)
using namespace std;
struct node
{
double x,y;
node(){}
node(double xx,double yy)
{
x=xx;
y=yy;
}
node operator -(node s)
{
return node(x-s.x,y-s.y);
}
node operator +(node s)
{
return node(x+s.x,y+s.y);
}
double operator *(node s)
{
return x*s.x+y*s.y;
}
double operator ^(node s)
{
return x*s.y-y*s.x;
}
}p[M],a[M];
double max(double a,double b)
{
return a>b?a:b;
}
double min(double a,double b)
{
return a<b?a:b;
}
double len(node a)
{
return sqrt(a*a);
}
double dis(node a,node b)//两点之间的距离
{
return len(b-a);
}
double cross(node a,node b,node c)//叉乘
{
return (b-a)^(c-a);
}
double dot(node a,node b,node c)//点乘
{
return (b-a)*(c-a);
}
int judge(node a,node b,node c)//判断c是否在ab线段上(前提是c在直线ab上)
{
if(c.x>=min(a.x,b.x)
&&c.x<=max(a.x,b.x)
&&c.y>=min(a.y,b.y)
&&c.y<=max(a.y,b.y))
return ;
return ;
}
double area(node b,node c,double r)
{
node a(0.0,0.0);
if (dis(b,c)<eps) return 0.0;
double h=fabs(cross(a,b,c))/dis(b,c);
if(dis(a,b)>r-eps&&dis(a,c)>r-eps)//两个端点都在圆的外面则分为两种情况
{
double angle=acos(dot(a,b,c)/dis(a,b)/dis(a,c));
if(h>r-eps)
{
return 0.5*r*r*angle;
}
else if(dot(b,a,c)>&&dot(c,a,b)>)
{
double angle1=*acos(h/r);
return 0.5*r*r*fabs(angle-angle1)+0.5*r*r*sin(angle1);
}
else
{
return 0.5*r*r*angle;
}
}
else if(dis(a,b)<r+eps&&dis(a,c)<r+eps)//两个端点都在圆内的情况
{
return 0.5*fabs(cross(a,b,c));
}
else//一个端点在圆上一个端点在圆内的情况
{
if(dis(a,b)>dis(a,c))//默认b在圆内
{
swap(b,c);
}
if(fabs(dis(a,b))<eps)//ab距离为0直接返回0
{
return 0.0;
}
if(dot(b,a,c)<eps)
{
double angle1=acos(h/dis(a,b));
double angle2=acos(h/r)-angle1;
double angle3=acos(h/dis(a,c))-acos(h/r);
return 0.5*dis(a,b)*r*sin(angle2)+0.5*r*r*angle3; }
else
{
double angle1=acos(h/dis(a,b));
double angle2=acos(h/r);
double angle3=acos(h/dis(a,c))-angle2;
return 0.5*r*dis(a,b)*sin(angle1+angle2)+0.5*r*r*angle3;
}
}
}
int n;
double x,y,h,x1,yy,R;
double gets(node O)//求圆与多边形面积并
{
for (int i=;i<=n+;i++) p[i]=a[i];
for(int i=;i<=n+;i++) p[i]=p[i]-O;
O=node(,);
double sum=;
for(int i=;i<=n;i++)
{
int j=i+;
double s=area(p[i],p[j],R);
if(cross(O,p[i],p[j])>) sum+=s; else sum-=s;
}
return fabs(sum);
}
int dcmp(double x)
{
if(x > eps) return ;
return x < -eps ? - : ;
}
double calc(double x)
{
double l=,r=-,m1,m2,f1=,f2=;
for (int i=;i<=n;i++)
{
if (dcmp((a[i].x-x) * (a[i+].x-x))<=)
{
node tmp;
tmp.x=a[i].x+(a[i+].x-a[i].x)/(a[i+].x-a[i].x)*(x-a[i].x);
tmp.y=a[i].y+(a[i+].y-a[i].y)/(a[i+].x-a[i].x)*(x-a[i].x);
l=min(l,tmp.y);
r=max(r,tmp.y);
}
}
while (l+eps<r)
{
m1=(l+l+r)/3.0;
node bom=node(x,m1);
f1=gets(bom);
m2=(l+r+r)/3.0;
bom=node(x,m2);
f2=gets(bom);
if (f1>f2) r=m2;else l=m1;
}
return f1;
}
int main()
{
scanf("%d%lf",&n,&R);
double l=,r=-,m1,m2,f1,f2;
for(int i=;i<=n;i++)
{
scanf("%lf%lf",&a[i].x,&a[i].y);
l=min(l,a[i].x);
r=max(r,a[i].x);
}
a[n+]=a[];
while (l+eps<r)
{
m1=(l+l+r)/3.0;f1=calc(m1);
m2=(l+r+r)/3.0;f2=calc(m2);
if (f1>f2) r=m2;else l=m1;
}
printf("%.6lf\n",f1);
return ;
}
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