使用Bowyer-Watson算法完成将20个以上随机生成的点完成三角剖分的实现。用opencv库画出用Bowyer-Watson算法处理后的三角剖分的点和线的蓝色图像。我用的是c++20,给类写出必要的重载运算符的代码,添加完整的头文件,写出正确完整详细的c++代码,我不要框架,我要一个可以直接完美执行的代码

时间: 2023-11-28 11:48:33 浏览: 42
以下是使用Bowyer-Watson算法进行三角剖分的C++代码,其中包括对Point和Triangle的类定义和重载运算符的实现,以及使用OpenCV库绘制三角剖分的图像: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <cmath> #include <opencv2/opencv.hpp> using namespace std; using namespace cv; class Point { public: double x, y; Point() : x(0), y(0) {} Point(double x, double y) : x(x), y(y) {} Point operator+(const Point& p) const { return Point(x + p.x, y + p.y); } Point operator-(const Point& p) const { return Point(x - p.x, y - p.y); } bool operator==(const Point& p) const { return (x == p.x && y == p.y); } bool operator!=(const Point& p) const { return !(*this == p); } }; class Triangle { public: Point p1, p2, p3; Triangle() {} Triangle(const Point& p1, const Point& p2, const Point& p3) : p1(p1), p2(p2), p3(p3) {} bool contains(const Point& p) const { double s1 = (p1.y - p2.y) * (p.x - p2.x) - (p1.x - p2.x) * (p.y - p2.y); double s2 = (p2.y - p3.y) * (p.x - p3.x) - (p2.x - p3.x) * (p.y - p3.y); double s3 = (p3.y - p1.y) * (p.x - p1.x) - (p3.x - p1.x) * (p.y - p1.y); return ((s1 >= 0 && s2 >= 0 && s3 >= 0) || (s1 <= 0 && s2 <= 0 && s3 <= 0)); } }; vector<Point> generate_points(int n, int width, int height) { vector<Point> points; for (int i = 0; i < n; ++i) { double x = (double)rand() / RAND_MAX * width; double y = (double)rand() / RAND_MAX * height; points.push_back(Point(x, y)); } return points; } vector<Triangle> bowyer_watson(const vector<Point>& points, double width, double height) { vector<Triangle> triangles; Point p1(-width, -height); Point p2(-width, height); Point p3(width, -height); Point p4(width, height); triangles.push_back(Triangle(p1, p2, p3)); triangles.push_back(Triangle(p3, p2, p4)); for (int i = 0; i < points.size(); ++i) { Point p = points[i]; vector<Triangle> bad_triangles; for (int j = 0; j < triangles.size(); ++j) { Triangle t = triangles[j]; if (t.contains(p)) { bad_triangles.push_back(t); } } vector<Edge> polygon; for (int j = 0; j < bad_triangles.size(); ++j) { Triangle t = bad_triangles[j]; polygon.push_back(Edge(t.p1, t.p2)); polygon.push_back(Edge(t.p2, t.p3)); polygon.push_back(Edge(t.p3, t.p1)); triangles.erase(remove(triangles.begin(), triangles.end(), t), triangles.end()); } vector<Edge> boundary; for (int j = 0; j < polygon.size(); ++j) { Edge e = polygon[j]; if (count(polygon.begin(), polygon.end(), e) == 1) { boundary.push_back(e); } } for (int j = 0; j < boundary.size(); ++j) { for (int k = j + 1; k < boundary.size(); ++k) { if (boundary[j].shares_vertex_with(boundary[k])) { triangles.push_back(Triangle(boundary[j].p1, boundary[j].p2, boundary[k].p2)); triangles.push_back(Triangle(boundary[j].p1, boundary[k].p2, boundary[k].p1)); } } } } vector<Triangle> valid_triangles; for (int i = 0; i < triangles.size(); ++i) { Triangle t = triangles[i]; if (!t.contains(p1) && !t.contains(p2) && !t.contains(p3) && !t.contains(p4)) { valid_triangles.push_back(t); } } return valid_triangles; } class Edge { public: Point p1, p2; Edge() {} Edge(const Point& p1, const Point& p2) : p1(p1), p2(p2) {} bool operator==(const Edge& e) const { return ((p1 == e.p1 && p2 == e.p2) || (p1 == e.p2 && p2 == e.p1)); } bool shares_vertex_with(const Edge& e) const { return (p1 == e.p1 || p1 == e.p2 || p2 == e.p1 || p2 == e.p2); } }; void draw_triangles(const vector<Point>& points, const vector<Triangle>& triangles, int width, int height) { Mat img(height, width, CV_8UC3, Scalar(255, 255, 255)); for (int i = 0; i < points.size(); ++i) { circle(img, Point(points[i].x, points[i].y), 3, Scalar(0, 0, 255), FILLED); } for (int i = 0; i < triangles.size(); ++i) { line(img, Point(triangles[i].p1.x, triangles[i].p1.y), Point(triangles[i].p2.x, triangles[i].p2.y), Scalar(255, 0, 0)); line(img, Point(triangles[i].p2.x, triangles[i].p2.y), Point(triangles[i].p3.x, triangles[i].p3.y), Scalar(255, 0, 0)); line(img, Point(triangles[i].p3.x, triangles[i].p3.y), Point(triangles[i].p1.x, triangles[i].p1.y), Scalar(255, 0, 0)); } namedWindow("Triangulation", WINDOW_NORMAL); imshow("Triangulation", img); waitKey(0); } int main() { int n = 50; int width = 800; int height = 600; vector<Point> points = generate_points(n, width, height); vector<Triangle> triangles = bowyer_watson(points, width, height); draw_triangles(points, triangles, width, height); return 0; } ```

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