hdu判断两个线段相交
时间: 2025-03-13 15:01:53 浏览: 58
HDU(Hangzhou Dianzi University)OJ 中经常涉及到几何计算的问题,其中“判断两条线段是否相交”是一个经典的算法问题。以下是关于如何判断两线段是否相交的基本思路及其实现步骤:
### 判断两条线段相交的核心思想
可以利用向量叉积以及端点位置的关系来确定两条线段是否相交。
#### 具体步骤:
1. **定义基本概念**
- 假设两条线段分别为 `AB` 和 `CD`。
- 使用二维平面中的坐标表示各顶点:A(x₁,y₁), B(x₂,y₂),C(x₃,y₃) ,D(x₄,y₄)。
2. **叉积的作用**
叉积可以帮助我们了解两点相对于一条直线的位置关系。
对于三个点 P、Q、R ,我们可以用叉乘 `(Q-P)x(R-P)` 来检测 R 是否在 QP 直线的一侧还是另一侧。
如果结果为正数,则表明顺时针;如果负则逆时针;若等于0则共线。
3. **快速排斥实验**
首先做一个矩形包围盒测试——即检查两个线段所在的最小外接矩形是否有重叠区域。如果没有重叠直接判定为不相交。
4. **跨立试验 (Cross-over Test)**
确认每个线段的两端分别位于另一个线段两侧即可认为它们交叉了。这通过上述提到过的叉积运算完成。
5. **特殊情况处理**
包含但不限于如下的几种情况需要单独讨论:
- 完全重合的部分;
- 存在一个公共端点但并不完全穿过等边缘状况。
6. **代码框架示例(Pseudo code):**
```python
def cross_product(p1,p2,p3):
return (p2[0]-p1[0])*(p3[1]-p1[1])-(p2[1]-p1[1])*(p3[0]-p1[0])
def on_segment(p,q,r):
if ((q[0] <= max(p[0], r[0])) and (q[0] >= min(p[0], r[0]))
and (q[1] <= max(p[1], r[1])) and (q[1] >= min(p[1], r[1]))):
return True;
return False;
def do_segments_intersect(A,B,C,D):
# 计算四个方向的叉积值
o1 = cross_product(A, C, B)
o2 = cross_product(A, D, B)
o3 = cross_product(C, A, D)
o4 = cross_product(C, B, D)
# 标准情况判断
if(o1 !=o2 && o3!=o4):
return True
# 特殊情况逐一验证...
```
7. 最终结合所有条件得出结论。
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