在C++中查找四个点,使其构成一个边平行于x轴和y轴的正方形


概念

对于给定的n对点,我们的任务是确定四个点,使其构成一个边平行于x轴和y轴的正方形,否则显示“没有这样的正方形”。需要注意的是,如果有多个正方形,则选择面积最大的正方形。

输入

n = 6, points = (2, 2), (5, 5), (4, 5), (5, 4), (2, 5), (5, 2)

输出

Side of the square is: 3,
points of the square are 2, 2 5, 2 2, 5 5, 5

解释

点(2, 2), (5, 2), (2, 5), (5, 5)构成一个边长为3的正方形。

输入

n= 6, points= (2, 2), (5, 6), (4, 5), (5, 4), (8, 5), (4, 2)

输出

No such square

方法

简单方法 - 使用四个嵌套循环选择所有可能的点对,然后验证这些点是否构成一个平行于主轴的正方形。如果构成正方形,则验证它是否是迄今为止面积最大的正方形,并存储结果,然后在程序结束时打印结果。

时间复杂度 - O(N^4)

高效方法 - 为正方形的右上角和左下角构建一个嵌套循环,并用这两个点生成一个正方形,然后验证假设的另外两个点是否存在。现在,为了验证一个点是否存在,构建一个映射并将点存储在映射中,以减少验证点是否存在的时间。此外,请检查迄今为止面积最大的正方形,并在最后显示它。

示例

 在线演示

// C++ implemenataion of the above approach
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// Determine the largest square
void findLargestSquare1(long long int points1[][2], int n1){
   // Used to map to store which points exist
   map<pair<long long int, long long int>, int> m1;
   // mark the available points
   for (int i = 0; i < n1; i++) {
      m1[make_pair(points1[i][0], points1[i][1])]++;
   }
   long long int side1 = -1, x1 = -1, y1 = -1;
   // Shows a nested loop to choose the opposite corners of square
   for (int i = 0; i < n1; i++) {
      // Used to remove the chosen point
      m1[make_pair(points1[i][0], points1[i][1])]--;
      for (int j = 0; j < n1; j++) {
         // Used to remove the chosen point
         m1[make_pair(points1[j][0], points1[j][1])]--;
         // Verify if the other two points exist
      if (i != j && (points1[i][0]-points1[j][0]) == (points1[i][1]-points1[j][1])){
         if (m1[make_pair(points1[i][0], points1[j][1])] > 0
            && m1[make_pair(points1[j][0], points1[i][1])] > 0) {
            // So if the square is largest then store it
         if (side1 < abs(points1[i][0] - points1[j][0])
            || (side1 == abs(points1[i][0] -points1[j][0])
            && ((points1[i][0] * points1[i][0]+ points1[i][1] * points1[i][1])
            < (x1 * x1 + y1 * y1)))) {
               x1 = points1[i][0];
               y1 = points1[i][1];
               side1 = abs(points1[i][0] - points1[j][0]);
            }
         }
      }
      // Used to add the removed point
      m1[make_pair(points1[j][0], points1[j][1])]++;
   }
   // Used to add the removed point
   m1[make_pair(points1[i][0], points1[i][1])]++;
}
// Used to display the largest square
if (side1 != -1)
   cout << "Side of the square is : " << side1
   << ", \npoints of the square are " << x1 << ", " << y1<< " "<< (x1 + side1) << ", " << y1
   << " "
   << (x1) << ", " << (y1 + side1)
   << " "
   << (x1 + side1) << ", " << (y1 + side1) << endl;
   else
   cout << "No such square" << endl;
}
//Driver code
int main(){
   int n1 = 6;
   // given points
   long long int points1[n1][2]= { { 2, 2 }, { 5, 5 }, { 4, 5 }, { 5, 4 }, { 2, 5 }, { 5, 2 }};
   // Determine the largest square
   findLargestSquare1(points1, n1);
   return 0;
}

输出

Side of the square is : 3,
points of the square are 2, 2 5, 2 2, 5 5, 5

更新于:2020年7月24日

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