2D凸包算法(五):Divide and Conquer

2023-12-12 11:08
文章标签 算法 2d 凸包 divide conquer

本文主要是介绍2D凸包算法(五):Divide and Conquer,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Divide and Conquer 图示

在这里插入图片描述
先对所有的点集进行分割成各个区域,对每个子区域进行凸包算法(如jarvis’s march)求得子凸包。
合并凸包,找到两条外公切线即可。从左凸包最右点、右凸包最左点开始,固定左端顺时针转、固定右端逆时针转,轮流前进直到符合凸包要求,且下一步就会破坏其规则为止。同理,可以得到另一半。

  • 时间复杂度为 O(NlogN)
    其中一次排序的时间,通常为 O(NlogN) ,
    Divide and Conquer 向下递归O(logN) 深度,
    合并凸包需要 O(N) 时间 。
具体思想:
  1. 排序,便于分割区域
  2. 根据节点数均匀分割成L个区域
  3. 每块区域使用凸包算法(如jarvis’s march)求得凸包
  4. 两两进行合并,通过获得两个子区域的边界(同是内边界或同是外边界)作为起点
  5. 如图,以内边界开始,右凸包向逆时针移动,左凸包向顺时针移动。
  6. 如果右凸包向逆时针移动到下一个节点a2时,左凸包的节点b1和右凸包的上一个节点a1,a2出现了逆时针方向,则说明已经到达顶点。否者继续移动
  7. 同理,如果左凸包向顺时针移动到下一个节点b2时,右凸包的节点a1和左凸包的上一个节点b1,b2出现了顺时针方向,则说明已经到达顶点。否者继续移动
  8. 直到两凸包都到达顶点,结束下边界的生成
  9. 同样的方法生成上边界
  10. 直到所有的区域都合并完为止

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

Divide and Conquer 代码

// Finds upper tangent of two polygons 'a' and 'b' 
// represented as two vectors. 
vector<pair<double,double>> merger(vector<pair<double,double> > a, vector<pair<double,double> > b) 
{ // n1 -> number of points in polygon a // n2 -> number of points in polygon b long long int n1 = a.size();long long int n2 = b.size();//printf("line 78\n");long long int ia = 0;long long int ib = 0; for (long long int i=1; i<n1; i++) if (a[i].first > a[ia].first) ia = i; //	printf("line 84\n");// ib -> leftmost point of b for (long long int i=1; i<n2; i++) if (b[i].first < b[ib].first) ib=i; //printf("line 89\n");// finding the upper tangent long long int inda = ia;long long int indb = ib; //printf("line 94\n");bool done = 0; if(n1==0 || n2==0){done=1;}while (!done) { done = 1;//	printf("entered %lld %lld\n",n1,n2); while (orientation(b[indb], a[inda], a[(inda+1)%n1]) >=0) {//				printf("no its this one\n");inda = (inda + 1) % n1; }while (orientation(a[inda], b[indb], b[(n2+indb-1)%n2]) <=0) { 	indb = (n2+indb-1)%n2; done = 0; //printf("is this error\n");} } 
//	printf("line 106\n");long long int uppera = inda;long long int upperb = indb; inda = ia;indb=ib; done = 0; long long int g = 0; if(n1==0 || n2==0){done=1;}while (!done)//finding the lower tangent { done = 1; while (orientation(a[inda], b[indb], b[(indb+1)%n2])>=0) indb=(indb+1)%n2; while (orientation(b[indb], a[inda], a[(n1+inda-1)%n1])<=0) { inda=(n1+inda-1)%n1; done=0; } } //printf("merger\n");long long int lowera = inda;long long int lowerb = indb; vector<pair<double,double>> ret; //ret contains the convex hull after merging the two convex hulls //with the points sorted in anti-clockwise order long long int ind = uppera; ret.push_back(a[uppera]); while (ind != lowera) { ind = (ind+1)%n1; ret.push_back(a[ind]); } ind = lowerb; ret.push_back(b[lowerb]); while (ind != upperb) { ind = (ind+1)%n2; ret.push_back(b[ind]); } return ret; } // Returns the convex hull for the given set of points 
vector<pair<double, double>> divide(vector<pair<double,double>> a) 
{ // If the number of points is less than 6 then the // function uses the brute algorithm to find the // convex hull if (a.size() <= 10) {return jarvis_march(a); }// left contains the left half points // right contains the right half points vector<pair<double,double>>left, right; for (long long int i=0; i<a.size()/2; i++) left.push_back(a[i]); for (long long int i=a.size()/2; i<a.size(); i++) right.push_back(a[i]); // convex hull for the left and right sets vector<pair<double,double>>left_hull = divide(left); vector<pair<double,double>>right_hull = divide(right); //printf("completed till here\n");// merging the convex hulls return merger(left_hull, right_hull); 
} 

这篇关于2D凸包算法(五):Divide and Conquer的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/484391

相关文章

SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码

《SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码》加盐算法是一种用于增强密码安全性的技术,本文主要介绍了SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习... 目录一、什么是加盐算法二、如何实现加盐算法2.1 加盐算法代码实现2.2 注册页面中进行密码加盐2.

Java时间轮调度算法的代码实现

《Java时间轮调度算法的代码实现》时间轮是一种高效的定时调度算法,主要用于管理延时任务或周期性任务,它通过一个环形数组(时间轮)和指针来实现,将大量定时任务分摊到固定的时间槽中,极大地降低了时间复杂... 目录1、简述2、时间轮的原理3. 时间轮的实现步骤3.1 定义时间槽3.2 定义时间轮3.3 使用时

如何通过Golang的container/list实现LRU缓存算法

《如何通过Golang的container/list实现LRU缓存算法》文章介绍了Go语言中container/list包实现的双向链表,并探讨了如何使用链表实现LRU缓存,LRU缓存通过维护一个双向... 目录力扣:146. LRU 缓存主要结构 List 和 Element常用方法1. 初始化链表2.

golang字符串匹配算法解读

《golang字符串匹配算法解读》文章介绍了字符串匹配算法的原理,特别是Knuth-Morris-Pratt(KMP)算法,该算法通过构建模式串的前缀表来减少匹配时的不必要的字符比较,从而提高效率,在... 目录简介KMP实现代码总结简介字符串匹配算法主要用于在一个较长的文本串中查找一个较短的字符串(称为

通俗易懂的Java常见限流算法具体实现

《通俗易懂的Java常见限流算法具体实现》:本文主要介绍Java常见限流算法具体实现的相关资料,包括漏桶算法、令牌桶算法、Nginx限流和Redis+Lua限流的实现原理和具体步骤,并比较了它们的... 目录一、漏桶算法1.漏桶算法的思想和原理2.具体实现二、令牌桶算法1.令牌桶算法流程:2.具体实现2.1

Python中的随机森林算法与实战

《Python中的随机森林算法与实战》本文详细介绍了随机森林算法,包括其原理、实现步骤、分类和回归案例,并讨论了其优点和缺点,通过面向对象编程实现了一个简单的随机森林模型,并应用于鸢尾花分类和波士顿房... 目录1、随机森林算法概述2、随机森林的原理3、实现步骤4、分类案例:使用随机森林预测鸢尾花品种4.1

不懂推荐算法也能设计推荐系统

本文以商业化应用推荐为例,告诉我们不懂推荐算法的产品,也能从产品侧出发, 设计出一款不错的推荐系统。 相信很多新手产品,看到算法二字,多是懵圈的。 什么排序算法、最短路径等都是相对传统的算法(注:传统是指科班出身的产品都会接触过)。但对于推荐算法,多数产品对着网上搜到的资源,都会无从下手。特别当某些推荐算法 和 “AI”扯上关系后,更是加大了理解的难度。 但,不了解推荐算法,就无法做推荐系

康拓展开(hash算法中会用到)

康拓展开是一个全排列到一个自然数的双射(也就是某个全排列与某个自然数一一对应) 公式: X=a[n]*(n-1)!+a[n-1]*(n-2)!+...+a[i]*(i-1)!+...+a[1]*0! 其中,a[i]为整数,并且0<=a[i]<i,1<=i<=n。(a[i]在不同应用中的含义不同); 典型应用: 计算当前排列在所有由小到大全排列中的顺序,也就是说求当前排列是第

csu 1446 Problem J Modified LCS (扩展欧几里得算法的简单应用)

这是一道扩展欧几里得算法的简单应用题,这题是在湖南多校训练赛中队友ac的一道题,在比赛之后请教了队友,然后自己把它a掉 这也是自己独自做扩展欧几里得算法的题目 题意:把题意转变下就变成了:求d1*x - d2*y = f2 - f1的解,很明显用exgcd来解 下面介绍一下exgcd的一些知识点:求ax + by = c的解 一、首先求ax + by = gcd(a,b)的解 这个

综合安防管理平台LntonAIServer视频监控汇聚抖动检测算法优势

LntonAIServer视频质量诊断功能中的抖动检测是一个专门针对视频稳定性进行分析的功能。抖动通常是指视频帧之间的不必要运动,这种运动可能是由于摄像机的移动、传输中的错误或编解码问题导致的。抖动检测对于确保视频内容的平滑性和观看体验至关重要。 优势 1. 提高图像质量 - 清晰度提升:减少抖动,提高图像的清晰度和细节表现力,使得监控画面更加真实可信。 - 细节增强:在低光条件下,抖