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zoj 1648 Circuit Board(跨立相交實驗 線段與線段)

題目連結:zoj 1648

題意:給出n條邊,問:如果有相交,輸出burned!,沒有輸出ok!,注意下,這題還說了,相交於端點是不算交叉的。

參考連結:http://dev.gameres.com/Program/Abstract/Geometry.htm

https://blog.csdn.net/freezhanacmore/article/details/7894751

http://www.cnblogs.com/TangMoon/archive/2017/09/29/7611115.html

判斷兩線段是否相交

 我們分兩步確定兩條線段是否相交:

 (1)快速排斥試驗

   設以線段 P1P2 為對角線的矩形為R, 設以線段 Q1Q2 為對角線的矩形為T,如果R和T不相交

,顯然兩線段不會相交

 

P1座標為(p1x,p1y),P2座標為(p2x,p2y),Q1的座標為(q1x,q1y),Q2的座標為(q2x,q2y)。

那矩形相交的條件就是:

min(p1x,p2x) <= max(q1x,q2x) &&
min(q1x,q2x) <= max(p1x,p2x) &&
min(p1y,p2y) <= max(q1y,q2y) &&
min(q1y,q2y) <= max(p1y,p2y);

 (2)跨立試驗

    如果兩線段相交,則兩線段必然相互跨立對方。若P1P2跨立

Q1Q2 ,則向量 ( P1 - Q1 ) 和( P2 - Q1 )位於向量( Q2 - Q1 ) 的兩側,即( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) * ( P2 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) < 0。上式可改寫成( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) * ( Q2 - Q1 ) × ( P2 - Q1 ) > 0。當 ( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) = 0 時,說明 ( P1 - Q1 ) 和 ( Q2 - Q1 )共線,但是因為已經通過快速排斥試驗,所以 P1 一定線上段 Q1Q2上;同理,( Q2 - Q1 ) ×(P2 - Q1 ) = 0 說明 P2 一定線上段 Q1Q2上。所以判斷P1P2跨立Q1Q2的依據是:( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) * ( Q2 - Q1 ) × ( P2 - Q1 ) >= 0。同理判斷Q1Q2跨立P1P2的依據是:( Q1 - P1 ) × ( P2 - P1 ) * ( P2 - P1 ) × ( Q2 - P1 ) >= 0。具體情況如下圖所示:

在相同的原理下,對此演算法的具體的實現細節可能會與此有所不同,除了這種過程外,大家也可以參考《演算法導論》上的實現。

 判斷線段和直線是否相交

 有了上面的基礎,這個演算法就很容易了。如果線段P1P2和直線Q1Q2相交,則P1P2跨立Q1Q2,即:( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) * ( Q2 - Q1 ) × ( P2 - Q1 ) >= 0。(這裡等於0,表示的是相交於端點,注意看清題意)

注意:一般情況下,為了避免跨立不相交的局面,一定要判斷線段P1P2跨立Q1Q2後再反過來判斷Q1Q2跨立P1P2如果兩者都跨立,才能斷定他們相交

 

///P1P2 橫跨 Q1Q2:

/// ( P1 - Q1 )×( Q2 - Q1 )*( Q2 - Q1 )×( P2 - Q1 ) > =0

#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<cmath>

const int maxn=2010;

int min(int a,int b){
    return a>b?b:a;
}
int max(int a,int b){
    return a>b?a:b;
}

struct point
{
    double x,y;

    point() {}

    point(double _x,double _y){
        x=_x;y=_y;
    }

    point operator -(const point &b) const{
        return point(x-b.x,y-b.y);
    }
};

struct Line
{
    point a,b;

    Line() {}

    Line(point _a,point _b){
        a=point(_a.x,_a.y);
        b=point(_b.x,_b.y);
    }
}line[maxn];

double Cross(point a,point b) ///叉積
{
//    printf("a.x=%f,a.y=%f,b.x=%f,b.y=%f\n",a.x,a.y,b.x,b.y);
    return a.x*b.y-a.y*b.x;
}

const double esp=1e-5;

int dcmp(double x)
{
    if(fabs(x)<esp) return 0;
    else return x>0?1:-1;
}
bool isCross(Line L1,Line L2) ///判斷跨立相交
{

    ///第一步 快速排斥實驗
    if(!(min(L1.a.x,L1.b.x)<=max(L2.a.x,L2.b.x)&&min(L2.a.x,L2.b.x)<=max(L1.a.x,L1.b.x)&&
       min(L1.a.y,L1.b.y)<=max(L2.a.y,L2.a.y)&&min(L2.a.y,L2.b.y)<=max(L1.a.y,L1.b.y))) return false;


    ///L2橫跨L1
    double tmp1=Cross(L2.a-L1.a,L1.b-L1.a);
    double tmp2=Cross(L1.b-L1.a,L2.b-L1.a);

    ///L1橫跨L2
    double tmp3=Cross(L1.a-L2.a,L2.b-L2.a);
    double tmp4=Cross(L2.b-L2.a,L1.b-L2.a);

//    printf("%f %f %f %f\n",tmp1,tmp2,tmp3,tmp4);
    if(dcmp(tmp1*tmp2)>0 && dcmp(tmp3*tmp4)>0) return true;
    ///都大於0,就說明兩線段相交,這裡就不等於0了,因為題目已經要求了不算入端點相交
    return false;
}
int main()
{

    int n;
    while(~scanf("%d",&n))
    {
        point a,b;
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            scanf("%lf%lf%lf%lf",&a.x,&a.y,&b.x,&b.y);
            line[i]=Line(a,b);
        }

        int flag=1;

        for(int i=1;i<n;i++) ///這裡為什麼不用雙重迴圈?因為第3條邊和第1條邊只需比較一次就行了
        {
            for(int j=0;j<i;j++)
            {
                if(isCross(line[i],line[j])){
                    flag=0;break;
                }
            }
        }

        if(flag) printf("ok!\n");
        else printf("burned!\n");
    }

    return 0;
}