C++ 程序查找水平和垂直线段之间的三角形数量


在本文中,我们将讨论一个程序,用于查找通过连接给定的水平和垂直线段的交点可以形成的三角形数量。

例如,假设我们得到以下线段。其中有 3 个交点。因此,使用这些点可以形成的三角形数量将是 3C2

   |
---|--------|--
   |        |
   |  --|---|
   |        |

我们将遵循扫描线算法。我们将存储线段的所有值,然后检查一条线中的内部点是否与任何其他线的内部点进行比较。这样,我们可以获得给定线段的所有交点,然后我们可以轻松使用不同的可能组合来找到可能三角形的数量。

示例

 在线演示

#include<bits/stdc++.h>
#define maxy 1000005
#define maxn 10005
using namespace std;
//to store intersection points
struct i_point {
   int x, y;
   i_point(int a, int b) {
      x = a, y = b;
   }
};
int bit[maxy];
vector < pair <i_point, int> > events;
//to sort the given points
bool com_points(pair<i_point, int> &a, pair<i_point, int> &b) {
   if ( a.first.x != b.first.x )
      return a.first.x < b.first.x;
   else {
      if (a.second == 3 && b.second == 3) {
         return true;
      }
      else if (a.second == 1 && b.second == 3) {
         return true;
      }
      else if (a.second == 3 && b.second == 1) {
         return false;
      }
      else if (a.second == 2 && b.second == 3) {
         return false;
      }
      return true;
   }
}
void topdate_line(int index, int value) {
   while (index < maxn) {
      bit[index] += value;
      index += index & (-index);
   }
}
int query(int index) {
   int res = 0;
   while (index > 0) {
      res += bit[index];
      index -= index & (-index);
   }
   return res;
}
//to insert a line segment
void insertLine(i_point a, i_point b) {
   //in case of horizontal line
   if (a.y == b.y) {
      int begin = min(a.x, b.x);
      int end = max(a.x, b.x);
      events.push_back(make_pair(i_point(begin, a.y), 1));
      events.push_back(make_pair(i_point(end, a.y), 2));
   }
   //in case of vertical line
   else {
      int top = max(b.y, a.y);
      int bottom = min(b.y, a.y);
      events.push_back(make_pair(i_point(a.x, top), 3));
      events.push_back(make_pair(i_point(a.x, bottom), 3));
   }
}
//to calculate number of intersection points
int calc_i_points() {
   int i_points = 0;
   for (int i = 0 ; i < events.size() ; i++) {
      if (events[i].second == 1) {
         topdate_line(events[i].first.y, 1);
      }
      else if (events[i].second == 2) {
         topdate_line(events[i].first.y, -1);
      }
      else {
         int bottom = events[i++].first.y;
         int top = events[i].first.y;
         i_points += query(top) - query(bottom);
      }
   }
   return i_points;
}
int calc_triangles() {
   int points = calc_i_points();
   if ( points >= 3 )
      return ( points * (points - 1) * (points - 2) ) / 6;
   else
      return 0;
}
int main() {
   insertLine(i_point(3, 2), i_point(3, 13));
   insertLine(i_point(1, 5), i_point(3, 5));
   insertLine(i_point(8, 2), i_point(8, 8));
   insertLine(i_point(3, 4), i_point(6, 4));
   insertLine(i_point(4, 3), i_point(4, 5));
   sort(events.begin(), events.end(), com_points);
   cout << "Possible number of triangles : " << calc_triangles() << endl;
   return 0;
}

输出

Possible number of triangles : 1

更新日期:2019 年 10 月 3 日

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