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HDU4273 Rescue(2012 ACM/ICPC Asia Regional Changchun Online)

編輯:C++入門知識

三維凸包,貼模板過的,不解釋……

[cpp] 
#include<iostream> 
#include<cmath> 
#include<cstring> 
#include<cstdlib> 
#include<algorithm> 
using namespace std; 
 
const int MAXN=1001; 
const int N = 500; 
const double EPS=1e-8; 
 
int g[MAXN][MAXN]; 
 
struct Point{ 
    double x,y,z; 
    Point(){} 
    Point(double xx,double yy,double zz):x(xx),y(yy),z(zz){} 
     
    Point operator -(const Point p1){//兩向量之差 
        return Point(x-p1.x,y-p1.y,z-p1.z); 
    } 
    Point operator *(Point p){//叉乘 
        return Point(y*p.z-z*p.y,z*p.x-x*p.z,x*p.y-y*p.x); 
    } 
    double operator ^(Point p){//點乘 
        return (x*p.x+y*p.y+z*p.z); 
    } 
}; 
 
struct CH3D{ 
 
    struct face{ 
        int a,b,c;//表示凸包一個面上三個點的編號 
        bool ok;//表示該面是否屬於最終凸包中的面 
    }; 
 
    int n;//初始頂點數  
    Point P[MAXN];//初始頂點 
 
    int num; //凸包表面的三角形數 
    face F[8*MAXN];   
     
    //int g[MAXN][MAXN];//凸包表面的三角形 
     
    double vlen(Point a){//向量長度 
        return sqrt(a.x*a.x+a.y*a.y+a.z*a.z); 
    } 
     
    Point cross(const Point &a, const Point &b, const Point &c){//叉乘 
        return Point((b.y-a.y)*(c.z-a.z)-(b.z-a.z)*(c.y-a.y),-((b.x-a.x)*(c.z-a.z)-(b.z-a.z)*(c.x-a.x)),(b.x-a.x)*(c.y-a.y)-(b.y-a.y)*(c.x-a.x)); 
    } 
     
    double area(Point a,Point b,Point c){//三角形面積*2 
        return vlen((b-a)*(c-a)); 
    } 
     
    double volume(Point a,Point b,Point c,Point d){//四面體有向體積*6 
        return (b-a)*(c-a)^(d-a); 
    } 
     
    double dblcmp(Point &p,face &f){//正:點在面同向 
        Point m=P[f.b]-P[f.a]; 
        Point n=P[f.c]-P[f.a]; 
        Point t=p-P[f.a]; 
        return (m*n)^t; 
    } 
     
    void deal(int p,int a,int b){ 
        int f=g[a][b]; 
        face add; 
        if(F[f].ok){ 
            if(dblcmp(P[p],F[f])>EPS){ 
                dfs(p,f); 
            } 
            else { 
                add.a=b;     
                add.b=a; 
                add.c=p; 
                add.ok=1; 
                g[p][b]=g[a][p]=g[b][a]=num; 
                F[num++]=add; 
            } 
        } 
    } 
     
    void dfs(int p,int now){ 
        F[now].ok=0; 
        deal(p,F[now].b,F[now].a); 
        deal(p,F[now].c,F[now].b); 
        deal(p,F[now].a,F[now].c); 
    } 
     
    bool same(int s,int t){ 
        Point &a=P[F[s].a]; 
        Point &b=P[F[s].b]; 
        Point &c=P[F[s].c]; 
        return fabs(volume(a,b,c,P[F[t].a]))<EPS && fabs(volume(a,b,c,P[F[t].b]))<EPS 
            && fabs(volume(a,b,c,P[F[t].c]))<EPS; 
    } 
     
    void pretreat(){//構建三維凸包 
        int i,j,tmp; 
        face add; 
        bool flag; 
        num=0; 
        if(n<4) return; 
 
        flag=true; 
        for(i=1;i<n;i++){//此段是為了保證前四個點不共面,若以保證,則可去掉 
            if(vlen(P[0]-P[i])>EPS){ 
                swap(P[1],P[i]); 
                flag=false; break; 
            } 
        } 
        if(flag) return; 
 
        flag=true; 
        for(i=2;i<n;i++){//使前三點不共線 
            if(vlen((P[0]-P[1])*(P[1]-P[i]))>EPS){ 
                swap(P[2],P[i]); 
                flag=false; break; 
            } 
        } 
        if(flag) return; 
 
        flag=true; 
        for(i=3;i<n;i++){//使前四點不共面 
            if(fabs((P[0]-P[1])*(P[1]-P[2])^(P[0]-P[i]))>EPS){ 
                swap(P[3],P[i]); 
                flag=false; 
                break; 
            } 
        } 
        if(flag) return; 
 
        for(i=0;i<4;i++){ 
            add.a=(i+1)%4; 
            add.b=(i+2)%4; 
            add.c=(i+3)%4; 
            add.ok=true; 
            if(dblcmp(P[i],add)>0) 
                swap(add.b,add.c); 
            g[add.a][add.b]=g[add.b][add.c]=g[add.c][add.a]=num; 
            F[num++]=add; 
        } 
        for(i=4;i<n;i++){ 
            for(j=0;j<num;j++){ 
                if(F[j].ok && dblcmp(P[i],F[j])>EPS){ 
                    dfs(i,j); 
                    break; 
                } 
            } 
        } 
        tmp=num; 
        for(i=num=0;i<tmp;i++){ 
            if(F[i].ok) F[num++]=F[i]; 
        } 
    } 
     
    double area(){//表面積 
        double res=0.0; 
        if(n==3){ 
            Point p=cross(P[0],P[1],P[2]); 
            res=vlen(p)/2.0; 
            return res; 
        }         
        for(int i=0;i<num;i++) 
            res+=area(P[F[i].a],P[F[i].b],P[F[i].c]); 
        return res/2.0; 
    } 
     
    double volume(){//體積 
        double res=0.0; 
        Point tmp(0,0,0); 
        for(int i=0;i<num;i++) 
            res+=volume(tmp,P[F[i].a],P[F[i].b],P[F[i].c]); 
        return fabs(res/6.0); 
    } 
     
    int triangle(){//表面三角形個數 
        return num; 
    } 
     
    int polygon(){//表面多邊形個數 
        int i,j,res,flag; 
        for(i=res=0;i<num;i++){ 
            flag=1; 
            for(j=0;j<i;j++){ 
                if(same(i,j)){ 
                    flag=0; break; 
                } 
                res+=flag; 
            } 
        } 
        return res; 
    } 
     
    Point getcent(){//求凸包質心 
        Point ans(0,0,0),temp=P[F[0].a]; 
        double v = 0.0,t2; 
        for(int i=0;i<num;i++){ 
            if(F[i].ok == true){ 
                Point p1=P[F[i].a],p2=P[F[i].b],p3=P[F[i].c]; 
                t2 = volume(temp,p1,p2,p3)/6.0;//體積大於0,也就是說,點 temp 不在這個面上 
                if(t2>0){ 
                    ans.x += (p1.x+p2.x+p3.x+temp.x)*t2; 
                    ans.y += (p1.y+p2.y+p3.y+temp.y)*t2; 
                    ans.z += (p1.z+p2.z+p3.z+temp.z)*t2; 
                    v += t2; 
                } 
            } 
        } 
        ans.x /= (4*v); ans.y /= (4*v); ans.z /= (4*v); 
        return ans; 
    } 
 
    double function(Point fuck){//點到凸包上的最近距離(枚舉每個面到這個點的距離) 
 
        double min=99999999; 
        for(int i=0;i<num;i++){ 
            if(F[i].ok==true){ 
                Point p1=P[F[i].a] , p2=P[F[i].b] , p3=P[F[i].c]; 
 
                double a = ( (p2.y-p1.y)*(p3.z-p1.z)-(p2.z-p1.z)*(p3.y-p1.y) ); 
                double b = ( (p2.z-p1.z)*(p3.x-p1.x)-(p2.x-p1.x)*(p3.z-p1.z) ); 
                double c = ( (p2.x-p1.x)*(p3.y-p1.y)-(p2.y-p1.y)*(p3.x-p1.x) ); 
                double d = ( 0-(a*p1.x+b*p1.y+c*p1.z) ); 
                double temp = fabs(a*fuck.x+b*fuck.y+c*fuck.z+d)/sqrt(a*a+b*b+c*c); 
 
                if(temp<min)min = temp; 
            } 
        }return min; 
    } 
     
}; 
 
//CH3D hull; 
 
int main() 

    int i,n; 
    while(~scanf("%d",&n)){ 
        CH3D hull; 
        memset(g,0,sizeof(g)); 
        memset(hull.P,0,sizeof(hull.P)); 
        hull.n = n; www.2cto.com
        for(i=0;i<hull.n;i++){ 
            scanf("%lf%lf%lf",&hull.P[i].x,&hull.P[i].y,&hull.P[i].z); 
        } 
        hull.pretreat(); 
 
        Point temp=hull.getcent(); 
        printf("%.3lf\n",hull.function(temp)); 
    } 
    return 0; 

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