用python实现中点直线裁剪算法

在Python中实现中点直线裁剪算法通常用于处理图形学或计算机视觉中的场景，比如将复杂的形状分解成更小的部分。这种算法的基本思想是通过计算交点来确定新线段的位置，使其与原有的线段相切于它们共同端点的中点。

下面是一个简单的例子，假设我们有两个二维向量表示的线段A和B，我们可以按以下步骤操作：

1. **导入必要的库**（如NumPy或标准库中的math）

import numpy as np
from typing import Tuple

2. **定义一个函数来计算两点之间的中点**

def midpoint(p1: Tuple[float, float], p2: Tuple[float, float]) -> Tuple[float, float]:
    return ((p1[0] + p2[0]) / 2, (p1[1] + p2[1]) / 2)

3. **定义一个函数计算两条线段是否相交以及返回交点**

def line_intersection(line1_p1: Tuple[float, float], line1_p2: Tuple[float, float],
                      line2_p1: Tuple[float, float], line2_p2: Tuple[float, float]) -> Tuple[bool, Tuple[float, float]]:
    def det(a, b):
        return a[0] * b[1] - a[1] * b[0]

    d = det(line1_p2 - line1_p1, line2_p2 - line2_p1)
    if d == 0:  # 平行，无交点
        return False, None

    dp = det(*line1_p1, line2_p2 - line2_p1)
    dx = det(line1_p2 - line1_p1, *line2_p1)

    x = dx / d
    y = dp / d

    return True, (x, y)

4. **主程序部分，应用中点裁剪算法**

def mid_line_clipping(line1_p1, line1_p2, line2_p1, line2_p2):
    intersection, intersection_point = line_intersection(line1_p1, line1_p2, line2_p1, line2_p2)
    
    # 如果有交点，将原线段分割成两部分
    if intersection:
        m1, m2 = line1_p1, midpoint(line1_p1, intersection_point)
        m3, m4 = line2_p1, midpoint(line2_p1, intersection_point)
        
        # 返回新的线段对
        return [(m1, m2), (m3, m4)]
    else:
        # 没有交点，直接返回原线段
        return [((line1_p1, line1_p2),)]

# 示例使用
input_lines = [
    ((0, 0), (5, 5)),  # 直线A
    ((1, 1), (6, 6))   # 直线B
]
result = mid_line_clipping(*input_lines)
for segment in result:
    print(f"Segment: ({segment[0][0]}, {segment[0][1]}), ({segment[1][0]}, {segment[1][1]})")