如何在Java中检查两个给定的圆是否相切或相交?


圆是由一个在平面上移动的点形成的封闭图形,该点与给定点的距离保持不变。在本文中,我们将检查两个给定的圆是否相切或相交。

我们将得到两个圆,圆心1即(x1, y1)和圆心2即(x2,y2),以及半径R1和R2。我们需要检查给定的圆是否与另一个圆碰撞,因此会出现五种可能的情况,如下所述:

  • 圆2位于圆1内部

  • 圆1位于圆2内部

  • 圆1和圆2相互相交

  • 圆1和圆2相互接触

  • 圆1和圆2没有重叠

现在,为了检查上述条件,我们将找到圆心1和圆心2之间的距离,并将其命名为“d”。

现在,

  • 1. 如果d <= R1 – R2:圆2位于圆1内部

  • 2. 如果d <= R2 – R1:圆1位于圆2内部

  • 3. 如果d < R1 + R2:圆1和圆2相互相交

  • 4. 如果d == R1 + R2:圆1和圆2相互接触

  • 5. 否则,圆1和圆2没有重叠

“d”可以使用以下公式找到:

$$\mathrm{d\:=\:sqrt((x1\:–\:x2)^2\:+\:(y1\:–\:y2)^2}$$

让我们开始吧!

向您展示一些实例

实例-1

  • 给定“d”的输入为:

    • 圆心1 = (9, 3),圆心2 = (11, 1),R1 = 5 ,R2 = 4 。

  • 找到“d”的值后,结果将为:

    • 圆1和圆2相互相交

实例-2

  • 给定“d”的输入为:

    • 圆心1 = (5, 8),圆心2 = (9, 11),R1 = 20 ,R2 = 40 。

  • 找到“d”的值后,结果将为:

    • 圆1位于圆2内部

算法

  • 步骤-1 − 声明并初始化变量。

  • 步骤-2 − 找到圆的圆心1和圆心2之间的距离。

  • 步骤-3 − 检查距离的五个条件。

  • 步骤-4 − 打印结果。

多种方法

我们提供了不同方法的解决方案。

  • 使用静态输入

  • 使用用户定义的方法

让我们逐一查看程序及其输出。

方法-1:使用静态输入

在这种方法中,将分配半径1和半径2、圆心1和圆心2的值以找到“d”。然后根据算法,我们将找到直线是否接触、相交或位于圆之外。

示例

public class Main {
   //main method
   public static void main(String[] args){
      
      //declaring variables
      int x1 = 9, y1 = 3;
      int x2 = 11, y2 = 1;
      int r1 = 5, r2 = 4;
	      
      //finding d using the formula
      double d = Math.sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2)	+ (y1 - y2) * (y1 - y2));
      if (d <= r1 - r2) {
		   //print if Circle 2 lie inside circle 1
         System.out.println("Circle 2 lie inside circle 1");
      }
      else if (d <= r2 - r1) {
         
         //print if Circle 1 lie inside 2
         System.out.println("Circle 1 lie inside 2");
      }
      else if (d < r1 + r2) {
         
         //print if Circle 1 and 2 intersect each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 intersect each other");
      }
      else if (d == r1 + r2) {
		   
         //print if Circle 1 and 2 touch each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 touch each other");
      } else {
		   
         //print if Circle 1 and 2 do not touch each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 do not touch each other");
      }
   }
} 

输出

Circle 1 and 2 intersect each other

方法-2:使用用户定义的方法

在这种方法中,将分配半径1和半径2、圆心1和圆心2的值以找到“d”。然后通过传递给定值来调用用户定义的方法,并根据算法,我们将找到直线是否接触、相交或位于圆之外。

示例

public class Main {
   //main method
   public static void main(String[] args){
	   
      //declaring variables
      int x1 = 5, y1 = 8;
      int x2 = 9, y2 = 11;
      int r1 = 20, r2 = 40;
		
      //calling user defined method
      func(x1, y1, x2, y2, r1, r2);
   }
   
   //user defined method
   static void func(int x1, int y1, int x2, int y2, int r1, int r2){
	   
      //finding d using the formula
      double d = Math.sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2)	+ (y1 - y2) * (y1 - y2));
      if (d <= r1 - r2) {
		   
         //print if Circle 2 lie inside circle 1
         System.out.println("Circle 2 lie inside circle 1");
      }
      else if (d <= r2 - r1) {
		   
         //print if Circle 1 lie inside 2
         System.out.println("Circle 1 lie inside 2");
      }
      else if (d < r1 + r2) {
		   
         //print if Circle 1 and 2 intersect each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 intersect each other");
      }
      else if (d == r1 + r2) {
		   
         //print if Circle 1 and 2 touch each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 touch each other");
      }
      else {
		   
         //print if Circle 1 and 2 do not touch each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 do not touch each other");
      }
   }
} 

输出

Circle 1 lie inside 2

在本文中,我们探讨了使用Java编程语言查找两个给定的圆是否相切或相交的不同方法。

更新于: 2023年5月4日

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