计算几何基础:凸包模板与线段属性

需积分: 10 7 下载量 89 浏览量 更新于2024-07-10 收藏 2.58MB PPT 举报
"这篇代码示例展示了如何在计算机几何中实现凸包模板,特别是使用了Graham扫描算法来找出一组点的最小凸包。代码包括数据结构定义、距离计算、叉积计算以及排序函数,最终用于计算凸包的周长。此外,资料还提到了计算几何中的线段属性、多边形面积和重心等概念,强调了计算几何基础知识的重要性。" 在计算机几何中,凸包是包含所有给定点的最小凸多边形。这段代码提供的是一种叫做Graham扫描的算法来找到这些点的凸包。首先,算法需要将输入的点按照极角顺序排序,这通过`Compare`函数完成,该函数基于叉积判断三点是否构成左转,从而确定点的相对位置。一旦点被排序,`Tubao`函数则逐步构建凸包,从三个初始点开始,然后遍历剩余的点,如果新点与当前凸包最后两个点不形成右转,就将新点添加到凸包中。 `Distance`函数计算两点之间的欧几里得距离,而`Multiply`函数计算三个点构成的向量的叉积,这是判断向量旋转方向的关键。在主函数`main`中,程序读取点的坐标,处理特殊情况(如单点或两点的情况),然后应用Graham扫描算法,计算出凸包的周长并输出结果。 计算几何中,线段的属性对于解决各种问题至关重要,例如判断线段相交。传统的方法可能涉及复杂的几何计算,而使用计算几何的方法可以简化这一过程,例如通过向量运算来快速判断。此外,多边形的面积和重心也是基础问题,对于简单多边形,可以通过将多边形剖分为若干三角形并求和来计算面积。在这个过程中,向量叉积再次发挥作用,因为它给出了有向面积,从而能够准确计算出多边形的总面积。 这个资料特别强调了计算几何的基础概念,它们不仅在凸包问题中重要,还在其他许多计算几何问题中有着广泛的应用。因此,掌握这些基础知识对于进行计算几何问题的求解至关重要。