(模板)graham扫描法、andrew算法求凸包
题目链接:https://vjudge.net/problem/POJ-1113
题意:简化下题意即求凸包的周长+2×PI×r。
思路:用graham求凸包,模板是kuangbin的,算法复杂度O(nlogn)。
AC code:
#include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cmath> using namespace std; const int maxn=1005; const double PI=acos(-1.0); struct Point{ int x,y; Point():x(0),y(0){} Point(int x,int y):x(x),y(y){} }list[maxn]; int stack[maxn],top; //计算叉积p0p1×p0p2 int cross(Point p0,Point p1,Point p2){ return (p1.x-p0.x)*(p2.y-p0.y)-(p2.x-p0.x)*(p1.y-p0.y); } //计算p1p2的距离 double dis(Point p1,Point p2){ return sqrt((double)(p2.x-p1.x)*(p2.x-p1.x)+(p2.y-p1.y)*(p2.y-p1.y)); } //极角排序函数,角度相同则距离小的在前面 bool cmp(Point p1,Point p2){ int tmp=cross(list[0],p1,p2); if(tmp>0) return true; else if(tmp==0&&dis(list[0],p1)<dis(list[0],p2)) return true; else return false; } //输入,把最左下角放在list[0],并且进行极角排序 void init(int n){ Point p0; scanf("%d%d",&list[0].x,&list[0].y); p0.x=list[0].x; p0.y=list[0].y; int k=0; for(int i=1;i<n;++i){ scanf("%d%d",&list[i].x,&list[i].y); if((p0.y>list[i].y)||((p0.y==list[i].y)&&(p0.x>list[i].x))){ p0.x=list[i].x; p0.y=list[i].y; k=i; } } list[k]=list[0]; list[0]=p0; sort(list+1,list+n,cmp); } //graham扫描法求凸包,凸包顶点存在stack栈中 //从栈底到栈顶一次是逆时针方向排列的 //如果要求凸包的一条边有2个以上的点 //那么要将while中的<=改成< //但这不能将最后一条边上的多个点保留 //因为排序时将距离近的点排在前面 //那么最后一条边上的点仅有距离最远的会被保留,其余的会被出栈
//所以最后一条边需要特判
//如果要求逆凸包的话需要改cmp,graham中的符号即可 void graham(int n){ if(n==1){ top=0; stack[0]=0; return; } top=1; stack[0]=0; stack[1]=1; for(int i=2;i<n;++i){ while(top>0&&cross(list[stack[top-1]],list[stack[top]],list[i])<=0) --top; stack[++top]=i; } } int main(){ int n,r; scanf("%d%d",&n,&r); init(n); graham(n); double res=2*PI*r; for(int i=0;i<top;++i) res+=dis(list[stack[i]],list[stack[i+1]]); res+=dis(list[stack[0]],list[stack[top]]); printf("%d ",(int)(res+0.5));
int ans=0;
//叉积求凸包面积
//for(int i=0;i<top;++i)
//ans+=cross(Point(0,0),list[stack[i]],list[stack[i+1]]);
//ans+=cross(Point(0,0),list[stack[top]],list[stack[0]]);
//ans/=2; return 0; }
题目链接:https://www.luogu.com.cn/problem/P2742
题意:求凸包的周长。
思路:
这里用andrew算法来求,该算法与graham的区别是排序方法不一样,这里按x坐标从左到右排序,x相同的按y坐标从下到上排序。下列程序展示先求下凸包,再求上凸包。复杂度O(nlogn),但据说比graham的复杂度小一点。
AC code:
#include<cstdio> #include<algorithm> #include<cstring> #include<cmath> #include<cstdlib> using namespace std; const int maxn=1e5+5; struct Point{ double x,y; Point(double xx=0,double yy=0):x(xx),y(yy){} }; double cross(Point p0,Point p1,Point p2){ return (p1.x-p0.x)*(p2.y-p0.y)-(p2.x-p0.x)*(p1.y-p0.y); } //排序方法不同 bool cmp(Point a,Point b){ if(a.x!=b.x) return a.x<b.x; return a.y<b.y; //y从小到大和从大到小都行 } double dis(Point a,Point b){ return sqrt((b.x-a.x)*(b.x-a.x)+(b.y-a.y)*(b.y-a.y)); } Point list[maxn],stk[maxn]; int n,p; double ans; void andrew(){ p=1; stk[0]=list[0],stk[1]=list[1]; for(int i=2;i<n;++i){ //求下凸包 while(p>0&&cross(stk[p-1],stk[p],list[i])<=0) --p; stk[++p]=list[i]; } stk[++p]=list[n-2]; for(int i=n-3;i>=0;--i){ //求上凸包 while(p>0&&cross(stk[p-1],stk[p],list[i])<=0) --p; stk[++p]=list[i]; } //要注意栈尾和栈顶都是list[0] } int main(){ scanf("%d",&n); for(int i=0;i<n;++i) scanf("%lf%lf",&list[i].x,&list[i].y); sort(list,list+n,cmp); andrew(); for(int i=0;i<p;++i) ans+=dis(stk[i],stk[i+1]); printf("%.2f ",ans); return 0; }