用C++写代码,已知矩形4个边界点坐标,以中心点为圆心,将矩形逆时针旋转theta度,求旋转以后,矩形4个边界点坐标
时间: 2024-10-09 13:04:05 浏览: 26
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在C++中,要实现矩形绕其中心点逆时针旋转θ度,首先需要了解旋转矩阵的概念。对于二维空间中的点(x, y),旋转可以通过矩阵乘法来完成,公式如下:
假设原矩形的两个相对顶点坐标分别为A(x1, y1)和B(x2, y2),它们关于中心点C(h, k)的坐标可以表示为:
A = (x1 - h, y1 - k)
B = (x2 - h, y2 - k)
旋转后的坐标D'(dx', dy')可以通过点乘旋转矩阵R(θ)计算得出,其中R(θ)是一个二维旋转变换矩阵,其元素由cos(θ) 和 sin(θ) 决定:
R(θ) = | cos(θ) -sin(θ) |
| sin(θ) cos(θ) |
旋转后的顶点坐标D可以通过以下步骤计算:
1. 计算旋转矩阵 R(θ)。
2. 将A和B减去中心点得到向量 [x1-h, y1-k] 和 [x2-h, y2-k]。
3. 分别乘以旋转矩阵,然后加上中心点的坐标 C(h, k)。
以下是具体的代码实现示例:
```cpp
#include <cmath>
#include <vector>
// 矩阵乘法函数
std::vector<double> matrixMultiply(const std::vector<std::vector<double>>& mat1, const std::vector<std::vector<double>>& mat2) {
int n = mat1.size();
std::vector<double> result(n, std::vector<double>(n, 0));
for(int i = 0; i < n; ++i) {
for(int j = 0; j < n; ++j) {
for(int k = 0; k < n; ++k) {
result[i][j] += mat1[i][k] * mat2[k][j];
}
}
}
return result;
}
// 旋转矩形边界的函数
void rotateRectangle(std::pair<double, double> center, std::pair<double, double> A, std::pair<double, double> B, double theta) {
double x1 = A.first - center.first;
double y1 = A.second - center.second;
double x2 = B.first - center.first;
double y2 = B.second - center.second;
// 构造旋转矩阵
std::vector<std::vector<double>> rotationMat = {{cos(theta), -sin(theta)}, {sin(theta), cos(theta)}};
// 计算旋转后的坐标
std::pair<double, double> D1 = {matrixMultiply(rotationMat, {x1, y1}) + center};
std::pair<double, double> D2 = {matrixMultiply(rotationMat, {x2, y2}) + center};
// 返回旋转后的边界点
std::cout << "新顶点坐标: (" << D1.first << ", " << D1.second << "), (" << D2.first << ", " << D2.second << ")" << std::endl;
}
int main() {
double h = 0, k = 0; // 中心点坐标
double x1, y1, x2, y2; // 原矩形四个边界点坐标
double theta = 45; // 旋转角度
// 设置具体坐标...
rotateRectangle(std::make_pair(h, k), std::make_pair(x1, y1), std::make_pair(x2, y2), theta);
return 0;
}
```
请注意,这个代码示例假设输入的矩形边界点已经相对于中心点进行了偏移,并且你需要提供实际的矩形边界点坐标。
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