C#实现的最小圆覆盖算法。给定一个点(x,y)的列表,返回圆心坐标和半径

时间: 2024-03-08 14:51:30 浏览: 24
以下是C#实现的最小圆覆盖算法: ```csharp using System; using System.Collections.Generic; public class Point { public double X { get; set; } public double Y { get; set; } public Point(double x, double y) { X = x; Y = y; } } public class Circle { public Point Center { get; set; } public double Radius { get; set; } public Circle(Point center, double radius) { Center = center; Radius = radius; } } public static class MinimumEnclosingCircle { public static Circle GetMinimumEnclosingCircle(List<Point> points) { if (points.Count == 0) { throw new ArgumentException("List of points must not be empty"); } else if (points.Count == 1) { return new Circle(points[0], 0); } else if (points.Count == 2) { double radius = Math.Sqrt(Math.Pow(points[1].X - points[0].X, 2) + Math.Pow(points[1].Y - points[0].Y, 2)) / 2; double centerX = (points[0].X + points[1].X) / 2; double centerY = (points[0].Y + points[1].Y) / 2; return new Circle(new Point(centerX, centerY), radius); } else { // Initialize circle Circle circle = GetCircleFromThreePoints(points[0], points[1], points[2]); // Iterate over remaining points for (int i = 3; i < points.Count; i++) { Point p = points[i]; // If point is outside circle, create new circle with this point on the boundary if (PointDistance(p, circle.Center) > circle.Radius) { circle = GetCircleFromPointsOnBoundary(points.GetRange(0, i + 1), p); } } return circle; } } private static Circle GetCircleFromThreePoints(Point p1, Point p2, Point p3) { double a = p2.X - p1.X; double b = p2.Y - p1.Y; double c = p3.X - p1.X; double d = p3.Y - p1.Y; double e = a * (p1.X + p2.X) + b * (p1.Y + p2.Y); double f = c * (p1.X + p3.X) + d * (p1.Y + p3.Y); double g = 2 * (a * (p3.Y - p2.Y) - b * (p3.X - p2.X)); if (g == 0) { throw new Exception("Points are colinear"); } double centerX = (d * e - b * f) / g; double centerY = (a * f - c * e) / g; double radius = Math.Sqrt(Math.Pow(p1.X - centerX, 2) + Math.Pow(p1.Y - centerY, 2)); return new Circle(new Point(centerX, centerY), radius); } private static Circle GetCircleFromPointsOnBoundary(List<Point> boundaryPoints, Point p) { Circle circle = GetCircleFromTwoPoints(boundaryPoints[0], p); for (int i = 1; i < boundaryPoints.Count; i++) { Point q = boundaryPoints[i]; if (PointDistance(q, circle.Center) > circle.Radius) { circle = GetCircleFromThreePoints(boundaryPoints[0], q, p); for (int j = 0; j < i; j++) { Point r = boundaryPoints[j]; if (PointDistance(r, circle.Center) > circle.Radius) { circle = GetCircleFromThreePoints(r, q, p); } } } } return circle; } private static Circle GetCircleFromTwoPoints(Point p1, Point p2) { double radius = Math.Sqrt(Math.Pow(p2.X - p1.X, 2) + Math.Pow(p2.Y - p1.Y, 2)) / 2; double centerX = (p1.X + p2.X) / 2; double centerY = (p1.Y + p2.Y) / 2; return new Circle(new Point(centerX, centerY), radius); } private static double PointDistance(Point p1, Point p2) { return Math.Sqrt(Math.Pow(p2.X - p1.X, 2) + Math.Pow(p2.Y - p1.Y, 2)); } } ``` 该算法的思路是:先通过三个点构建一个圆,然后逐个添加剩余的点,并且检查它们是否在圆内。如果新加入的点不在圆内,则创建一个新的圆,将新点置于边界上,然后将前面的点添加到边界上,直到新圆包含所有的点。 要使用该算法,只需将点列表传递给 `GetMinimumEnclosingCircle` 方法即可。该方法将返回一个 Circle 对象,其中包含圆心坐标和半径。

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