用C++编写两条三维线段之间最短距离的程序,已知线段类型是由xyz组成的两个Point3D,已知两条线段是平行关系
时间: 2024-03-29 20:34:11 浏览: 121
c++求两条线段的交点坐标
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以下是使用 C++ 编写的求解两条平行三维线段之间最短距离的程序:
```cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
struct Point3D {
double x, y, z;
};
double dist(Point3D A, Point3D B) {
double dx = A.x - B.x;
double dy = A.y - B.y;
double dz = A.z - B.z;
return sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz);
}
double distParallelLines(Point3D A, Point3D B, Point3D C, Point3D D) {
Point3D u = {B.x - A.x, B.y - A.y, B.z - A.z};
Point3D v = {D.x - C.x, D.y - C.y, D.z - C.z};
Point3D w = {C.x - A.x, C.y - A.y, C.z - A.z};
double u_dot_v = u.x * v.x + u.y * v.y + u.z * v.z;
double u_dot_u = u.x * u.x + u.y * u.y + u.z * u.z;
double dist_squared = 0.0;
if (u_dot_u == 0.0) {
// AB 和 CD 共线,最短距离即为 w 的模长
dist_squared = w.x * w.x + w.y * w.y + w.z * w.z;
} else {
double t = (w.x * u.x + w.y * u.y + w.z * u.z) / u_dot_u;
t = max(0.0, min(1.0, t)); // 防止 t 超出 [0, 1] 的范围
Point3D p = {A.x + t * u.x, A.y + t * u.y, A.z + t * u.z};
dist_squared = dist(p, C); // p 到 CD 的距离
}
return sqrt(dist_squared);
}
int main() {
Point3D A = {1.0, 2.0, 3.0};
Point3D B = {4.0, 5.0, 6.0};
Point3D C = {7.0, 8.0, 9.0};
Point3D D = {10.0, 11.0, 12.0};
double d = distParallelLines(A, B, C, D);
cout << "两条平行线段之间的最短距离为:" << d << endl;
return 0;
}
```
这里定义了一个 Point3D 结构体表示三维坐标系中的点,其中包含 x、y、z 三个成员变量。dist 函数用来计算两个点之间的距离。distParallelLines 函数用来计算两条平行线段之间的最短距离,其中参数 A、B 分别表示第一条线段的两个端点,C、D 分别表示第二条线段的两个端点。最后 main 函数中使用了样例数据来测试 distParallelLines 函数的正确性。
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