Связь и интернет Архив Программирование
   
Сделать стартовойСделать закладку            
   ПОИСК  
   
Главная / Алгоритмы / Математика / Вычислительная геометрия / Построение выпуклой оболочки конечного множества точек /
8  Perl
8  PHP
8  JavaScript
8  HTML
8  DHTML
8  XML
8  CSS
8  C / C++
8  Pascal и Delphi
8  Турбо Ассемблер
8  MySQL
8  CASE-технологии
8  Алгоритмы
8  Python
8  Обратная связь
8  Гостевая книга
Новости о мире


Алгоритм Грэхема - Программирование от RIN.RU
Алгоритм Грэхема

Первым шагом определяем самую нижнюю-правую точку, пусть это - точка 0. Она наверняка лежит на оболочке ( Шаг А ).


Следующая стадия - сортировка всех точек по углу между осью Х и линией ( 0 , эта точка ). Точка с самым большим углом отправляется в стек за точкой 0 ( Шаг B ).


Дальше все точки обрабатываются по очереди, начиная от самого меньшего угла ( точка 1 ) и до тех пор, пока не достигнута точка 9. Процесс состоит из теста, является ли строго левым поворот к новой точке на пути: верхняя-1 точка стека - верхняя точка стека - тестируемая точка. Если это так, тогда она идет в стек и переходим к следующей точке. Если нет - то убираем вершину стека и повторяем проверку с той же точкой. Это проиллюстрировано в шагах C-L. Иногда из стека приходтся убирать несколько точек подряд, так как они последовательно не проходят проверки: обнаруживается правый поворот. Вообще говоря, в алгоритме еще нужна проверка на то, нет ли поворота _обратно_, и в этом случае точку следует оставить: мы имеем прямую. Но это уже мелочи.





Псевдокод



1. Найти нижнюю ( правую ) точку.
Пометить ее p(0)
Отсортировать все остальные точки по углу относительно p(0),
Если одинаковый угол - по расстоянию от p(0).
помечаем их p(1),...,p(n-1)
2. Заметим, что получившиеся точки образуют простой
многоугольник, т.е ломаную без самопересечений.


Применяем 'обход Грэхема':


Стек S=(p(n-1),p(0))=(p(t-1),p(i)); t - индекс вершины
i = 1
while i < n do
if p(i) строго слева от ( p(t-1),p(t) )
then Push(S,i) and i = i + 1
else Pop(S)


Обход Грэхема - основная часть метода, которая используется и в других алгоритмах. Он, как и алгоритм Мелькмана, позволяет получить из простого многоугольника его выпуклую оболочку за Theta(n) операций.


Если многоугольник хранится в виде кольцевого списка точек, то более удобен следующий псевдокод:


v := НАЧАЛО кольца; w := ПРЕД(v); f:= false;


while (СЛЕД(v) =/= НАЧАЛО or f == false ) do {
if (СЛЕД(v)==w) then f:= true;
if (три точки v, СЛЕД(v), СЛЕД(СЛЕД(v))
образуют левый поворот) then v:=СЛЕД(v);
else {
Удалить СЛЕД(v);
v := ПРЕД(v);
}
}


Функция, определяющая наличие левого поворота:


// isLeft(): tests if a point is Left|On|Right of an infinite line.
// Input: three points P0, P1, and P2
// Return: >0 for P2 left of the line through P0 and P1
// =0 for P2 on the line
// <0 for P2 right of the line
isLeft( coord *p0, coord *p1, coord *p2 ) {
return (p1->x - p0->x)*(p2->y - p0->y) - (p2->x - p0->x)*(p1->y - p0->y);
}


При реализации необходимо правильно поддерживать случай удаления начальной вершины. Она обязательно должна проверяться в конце алгоритма(что может привести к многочисленным отходам назад с удалением), но при этом должно корректно проводиться сравнение в первом while.



 8  Комментарии к статье  8 8  Обсудить в чате

 
  
  
    Copyright ©  RIN 2003 - 2004      * Обратная связь
брендированные ленты для подарков