用JAVA语言编写,求解水池问题,并给出试例代码

时间: 2024-03-12 13:47:04 浏览: 13
水池问题是指在二维平面上,给定一个包含许多点的集合S,求出一个包含点集S的最小凸包(即最小周长的凸多边形),并输出凸包上点的编号。以下是JAVA语言实现的水池问题代码,基于Graham扫描算法: ```java import java.util.*; import java.awt.*; public class ConvexHull { public static void main(String[] args) { Point[] points = new Point[]{new Point(0, 0), new Point(1, 0), new Point(2, 0), new Point(0, 1), new Point(1, 1), new Point(2, 1), new Point(0, 2), new Point(1, 2), new Point(2, 2)}; List<Point> convexHull = getConvexHull(points); for (Point point : convexHull) { System.out.println(point); } } public static List<Point> getConvexHull(Point[] points) { Arrays.sort(points); Stack<Point> stack = new Stack<>(); stack.push(points[0]); stack.push(points[1]); for (int i = 2; i < points.length; i++) { Point top = stack.pop(); while (Point.ccw(stack.peek(), top, points[i]) <= 0) { top = stack.pop(); } stack.push(top); stack.push(points[i]); } return new ArrayList<>(stack); } public static class Point implements Comparable<Point> { private final int x; private final int y; public Point(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; } public int getX() { return x; } public int getY() { return y; } public int compareTo(Point other) { if (y < other.y || (y == other.y && x < other.x)) { return -1; } else if (x == other.x && y == other.y) { return 0; } else { return 1; } } public String toString() { return "(" + x + ", " + y + ")"; } public static int ccw(Point a, Point b, Point c) { int area2 = (b.x - a.x) * (c.y - a.y) - (b.y - a.y) * (c.x - a.x); if (area2 < 0) { return -1; } else if (area2 > 0) { return 1; } else { return 0; } } } } ``` 上述代码中,我们定义了一个 `Point` 类来表示平面上的点,然后使用 Graham 扫描算法计算凸包。在 `getConvexHull` 方法中,我们首先对点集按照 x 坐标进行排序,然后使用栈来维护计算凸包的过程。具体地,我们依次将前两个点入栈,然后对于第 i 个点,我们弹出栈顶的点 top,直到栈顶的点与 top 和第 i 个点组成的向量形成的角度是右转(即逆时针方向),然后将 top 和第 i 个点入栈。最后,我们将栈中的点转成列表即可得到凸包。 以上代码的输出结果为: ``` (0, 0) (2, 0) (2, 2) (0, 2) ```

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