生成一个寻找点云最小外接多边形的C++程序
时间: 2024-06-12 09:05:04 浏览: 13
下面是一个基于 Graham 扫描算法的寻找点云最小外接多边形的 C 程序:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
typedef struct {
double x, y;
} Point;
typedef struct {
Point p;
double angle;
} PolarPoint;
// 计算两个点之间的距离
double distance(Point p1, Point p2) {
double dx = p1.x - p2.x;
double dy = p1.y - p2.y;
return sqrt(dx*dx + dy*dy);
}
// 计算极角
double angle(Point p1, Point p2) {
double dx = p2.x - p1.x;
double dy = p2.y - p1.y;
return atan2(dy, dx);
}
// 比较两个极角大小
int compareAngles(const void* a, const void* b) {
const PolarPoint *p1 = a, *p2 = b;
if (p1->angle < p2->angle) return -1;
if (p1->angle > p2->angle) return 1;
return 0;
}
// 计算点集的凸包
void convexHull(Point* points, int n, Point** hull, int* hullSize) {
// 找到最左边的点
int leftmost = 0;
for (int i = 1; i < n; ++i) {
if (points[i].x < points[leftmost].x) {
leftmost = i;
}
}
// 构造极角排序后的点集
PolarPoint* polarPoints = malloc(n * sizeof(PolarPoint));
for (int i = 0; i < n; ++i) {
polarPoints[i].p = points[i];
polarPoints[i].angle = angle(points[leftmost], points[i]);
}
qsort(polarPoints, n, sizeof(PolarPoint), compareAngles);
// 构造凸包
Point* stack = malloc(n * sizeof(Point));
int stackSize = 0;
for (int i = 0; i < n; ++i) {
while (stackSize >= 2 && angle(stack[stackSize-2], stack[stackSize-1]) > angle(stack[stackSize-2], polarPoints[i].p)) {
--stackSize;
}
stack[stackSize++] = polarPoints[i].p;
}
*hull = realloc(stack, stackSize * sizeof(Point));
*hullSize = stackSize;
free(polarPoints);
}
int main() {
Point points[] = {{0, 0}, {1, 0}, {1, 1}, {0, 1}, {0.5, 0.5}};
int n = sizeof(points) / sizeof(points[0]);
Point* hull;
int hullSize;
convexHull(points, n, &hull, &hullSize);
printf("Convex Hull:\n");
for (int i = 0; i < hullSize; ++i) {
printf("(%g, %g)\n", hull[i].x, hull[i].y);
}
free(hull);
return 0;
}
```
这个程序中,`convexHull` 函数实现了寻找凸包的算法,它首先找到最左边的点作为极角排序的基准点,然后按照极角排序所有点,再依次加入到凸包中。在加入一个新点之前,需要判断是否需要弹出之前已经加入的点,以保证凸包的性质。最后得到的凸包就是点云的最小外接多边形。
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