根据四点坐标用C语言求水平方向上最大矩形四点坐标
时间: 2023-09-10 15:06:40 浏览: 101
可以使用暴力枚举法或者扫描线算法来解决这个问题。下面分别介绍这两种算法:
1. 暴力枚举法
首先需要明确,最大矩形一定是由某两个点确定的,因此我们可以使用两重循环枚举所有可能的点对,并计算它们组成的矩形的面积。最后得到面积最大的矩形即可。
具体实现可以按照以下步骤进行:
1. 使用两重循环枚举所有可能的点对,设当前点对为 (i, j) 和 (k, l)。
2. 判断这两个点是否在同一水平线上,如果不在同一水平线上,则无法构成矩形,跳过本次循环。
3. 计算以这两个点为对角线的矩形的面积,如果该面积比之前的最大面积还大,则更新最大面积和最大矩形的四个顶点坐标。
4. 循环结束后,输出最大矩形的四个顶点坐标。
代码示例:
```c
#include <stdio.h>
typedef struct {
int x, y;
} Point;
int main() {
Point points[4];
int max_area = 0;
Point max_rect[4];
// 输入四个点的坐标
for (int i = 0; i < 4; i++) {
scanf("%d%d", &points[i].x, &points[i].y);
}
// 枚举所有点对
for (int i = 0; i < 4; i++) {
for (int j = i + 1; j < 4; j++) {
// 判断是否在同一水平线上
if (points[i].y == points[j].y) {
continue;
}
for (int k = 0; k < 4; k++) {
if (k == i || k == j) {
continue;
}
for (int l = k + 1; l < 4; l++) {
if (l == i || l == j) {
continue;
}
// 判断是否在同一水平线上
if (points[k].y == points[l].y) {
continue;
}
// 计算矩形面积
int area = abs(points[i].x - points[j].x) * abs(points[k].y - points[l].y);
if (area > max_area) {
max_area = area;
max_rect[0] = points[i];
max_rect[1] = points[j];
max_rect[2] = points[k];
max_rect[3] = points[l];
}
}
}
}
}
// 输出最大矩形的四个顶点坐标
for (int i = 0; i < 4; i++) {
printf("(%d, %d)\n", max_rect[i].x, max_rect[i].y);
}
return 0;
}
```
2. 扫描线算法
扫描线算法是一种优化的算法,它可以在 O(nlogn) 的时间复杂度内解决这个问题。具体思路如下:
1. 将所有点按照 x 坐标从小到大排序。
2. 从左往右扫描所有点,维护一个高度为当前扫描线的最小 y 坐标的矩形集合。这个集合可以使用平衡树来维护,时间复杂度为 O(logn)。
3. 当扫描到一个点时,将它添加到矩形集合中,然后计算该集合中最大的矩形,更新最大面积和最大矩形的四个顶点坐标。
4. 扫描结束后,输出最大矩形的四个顶点坐标。
代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {
int x, y;
} Point;
typedef struct {
int x1, y1, x2, y2;
} Rectangle;
// 比较两个 Point 的 x 坐标大小
int cmp(const void* p1, const void* p2) {
Point* a = (Point*) p1;
Point* b = (Point*) p2;
return a->x - b->x;
}
// 比较两个 Rectangle 的面积大小
int cmp_rect(const void* p1, const void* p2) {
Rectangle* a = (Rectangle*) p1;
Rectangle* b = (Rectangle*) p2;
return (a->x2 - a->x1) * (a->y2 - a->y1) - (b->x2 - b->x1) * (b->y2 - b->y1);
}
int main() {
Point points[4];
Rectangle rects[4];
int max_area = 0;
Point max_rect[4];
// 输入四个点的坐标
for (int i = 0; i < 4; i++) {
scanf("%d%d", &points[i].x, &points[i].y);
}
// 将所有点按照 x 坐标排序
qsort(points, 4, sizeof(Point), cmp);
// 扫描所有点
int j = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
// 将当前点添加到矩形集合中
rects[j].x1 = rects[j].x2 = points[i].x;
rects[j].y1 = rects[j].y2 = points[i].y;
j++;
// 将当前矩形集合按照 y 坐标从小到大排序
qsort(rects, j, sizeof(Rectangle), cmp_rect);
// 计算最大矩形
for (int k = 0; k < j; k++) {
int area = (rects[k].x2 - rects[k].x1) * (points[i].y - rects[k].y1);
if (area > max_area) {
max_area = area;
max_rect[0].x = rects[k].x1;
max_rect[0].y = rects[k].y1;
max_rect[1].x = rects[k].x2;
max_rect[1].y = rects[k].y1;
max_rect[2].x = rects[k].x1;
max_rect[2].y = points[i].y;
max_rect[3].x = rects[k].x2;
max_rect[3].y = points[i].y;
}
if (rects[k].y2 > points[i].y) {
rects[k].y2 = points[i].y;
}
if (rects[k].y1 >= rects[k].y2) {
j--;
for (int l = k; l < j; l++) {
rects[l] = rects[l + 1];
}
k--;
}
}
}
// 输出最大矩形的四个顶点坐标
for (int i = 0; i < 4; i++) {
printf("(%d, %d)\n", max_rect[i].x, max_rect[i].y);
}
return 0;
}
```
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