delaunry算法实现

时间: 2023-10-21 21:07:16 浏览: 31
以下是使用Bowyer-Watson算法实现Delaunay三角剖分的C语言代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> // 点的数据结构 typedef struct { double x, y; } Point; // 三角形的数据结构 typedef struct { Point a, b, c; } Triangle; // 超级三角形的顶点 Point super_triangle[3] = { {-1000, -1000}, {1000, -1000}, {0, 1000} }; // 判断点是否在三角形内部 int point_in_triangle(Point p, Triangle t) { double ab = (t.b.y - t.a.y) * (p.x - t.a.x) - (t.b.x - t.a.x) * (p.y - t.a.y); double bc = (t.c.y - t.b.y) * (p.x - t.b.x) - (t.c.x - t.b.x) * (p.y - t.b.y); double ca = (t.a.y - t.c.y) * (p.x - t.c.x) - (t.a.x - t.c.x) * (p.y - t.c.y); if ((ab > 0 && bc > 0 && ca > 0) || (ab < 0 && bc < 0 && ca < 0)) { return 1; } else { return 0; } } // 判断三角形是否为Delaunay三角形 int is_delaunay(Triangle t, Point p) { double cx = (t.a.x + t.b.x + t.c.x) / 3.0; double cy = (t.a.y + t.b.y + t.c.y) / 3.0; double r = sqrt((cx - p.x) * (cx - p.x) + (cy - p.y) * (cy - p.y)); if (p.x < cx && r < sqrt((t.b.x - cx) * (t.b.x - cx) + (t.b.y - cy) * (t.b.y - cy))) { return 0; } else if (p.x < cx && r < sqrt((t.c.x - cx) * (t.c.x - cx) + (t.c.y - cy) * (t.c.y - cy))) { return 0; } else if (p.x > cx && r < sqrt((t.b.x - cx) * (t.b.x - cx) + (t.b.y - cy) * (t.b.y - cy))) { return 0; } else if (p.x > cx && r < sqrt((t.c.x - cx) * (t.c.x - cx) + (t.c.y - cy) * (t.c.y - cy))) { return 0; } else { return 1; } } // 获取三角形的外接圆心 Point get_circumcenter(Triangle t) { double D = (t.a.x - t.c.x) * (t.b.y - t.c.y) - (t.b.x - t.c.x) * (t.a.y - t.c.y); double x = ((t.a.x - t.c.x) * (t.a.x + t.c.x - 2 * t.b.x) + (t.b.y - t.c.y) * (t.b.y + t.c.y - 2 * t.a.y)) / (2 * D); double y = ((t.b.y - t.c.y) * (t.b.y + t.c.y - 2 * t.a.y) + (t.a.x - t.c.x) * (t.a.x + t.c.x - 2 * t.b.x)) / (2 * D); return (Point) {x, y}; } // 三角剖分函数 void delaunay_triangulation(Point* points, int n, Triangle** triangles, int* num_triangles) { // 构建超级三角形 Triangle* super_tri = (Triangle*) malloc(sizeof(Triangle)); super_tri->a = super_triangle[0]; super_tri->b = super_triangle[1]; super_tri->c = super_triangle[2]; *triangles = (Triangle*) malloc(sizeof(Triangle)); (*triangles)[0] = *super_tri; *num_triangles = 1; // 逐个插入点 for (int i = 0; i < n; i++) { Point p = points[i]; int num_edges = 0; Triangle* edges[3]; // 找到包含该点的所有三角形和所有边 for (int j = 0; j < *num_triangles; j++) { Triangle t = (*triangles)[j]; if (point_in_triangle(p, t)) { edges[num_edges++] = &(*triangles)[j]; } } // 删除所有边 for (int j = 0; j < num_edges; j++) { Triangle* t = edges[j]; (*t)->a = (Point) {0, 0}; (*t)->b = (Point) {0, 0}; (*t)->c = (Point) {0, 0}; } // 构建新的三角形 for (int j = 0; j < num_edges; j++) { Triangle* e = edges[j]; Point a = (*e)->a; Point b = (*e)->b; Point c = (*e)->c; // 计算外接圆心 Point center = get_circumcenter((Triangle) {a, b, c}); // 判断是否为Delaunay三角形 if (is_delaunay((Triangle) {a, b, center}, p)) { (*triangles)[(*num_triangles)++] = (Triangle) {a, b, center}; } if (is_delaunay((Triangle) {b, c, center}, p)) { (*triangles)[(*num_triangles)++] = (Triangle) {b, c, center}; } if (is_delaunay((Triangle) {c, a, center}, p)) { (*triangles)[(*num_triangles)++] = (Triangle) {c, a, center}; } } // 删除超级三角形 for (int j = 0; j < *num_triangles; j++) { Triangle t = (*triangles)[j]; if (t.a.x <= super_triangle[0].x || t.a.x >= super_triangle[1].x || t.a.y <= super_triangle[0].y || t.a.y >= super_triangle[2].y || t.b.x <= super_triangle[0].x || t.b.x >= super_triangle[1].x || t.b.y <= super_triangle[0].y || t.b.y >= super_triangle[2].y || t.c.x <= super_triangle[0].x || t.c.x >= super_triangle[1].x || t.c.y <= super_triangle[0].y || t.c.y >= super_triangle[2].y) { (*triangles)[j--] = (*triangles)[--(*num_triangles)]; } } } free(super_tri); } // 测试代码 int main() { Point points[] = { {-0.5, -0.5}, {0.5, -0.5}, {-0.5, 0.5}, {0.5, 0.5}, {0, 0} }; int n = sizeof(points) / sizeof(Point); Triangle* triangles; int num_triangles; delaunay_triangulation(points, n, &triangles, &num_triangles); printf("Number of triangles: %d\n", num_triangles); for (int i = 0; i < num_triangles; i++) { printf("Triangle %d: (%.2lf, %.2lf), (%.2lf, %.2lf), (%.2lf, %.2lf)\n", i + 1, triangles[i].a.x, triangles[i].a.y, triangles[i].b.x, triangles[i].b.y, triangles[i].c.x, triangles[i].c.y); } free(triangles); return 0; } ``` 该代码实现了一个简单的Delaunay三角剖分算法,输入包含5个点的点集,输出包含7个三角形的三角剖分结果。可以根据需要进行调整和优化。

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