首页 诗词 字典 板报 句子 名言 友答 励志 学校 网站地图
当前位置: 首页 > 教程频道 > 软件管理 > 软件架构设计 >

怎么判断两条线段是否有交点,程序输入是两条线段P1Q1和P2Q2

2012-08-27 
如何判断两条线段是否有交点,,程序输入是两条线段P1Q1和P2Q2如题,,最好把思想说清楚 要是附加代码 小弟感

如何判断两条线段是否有交点,,程序输入是两条线段P1Q1和P2Q2
如题,,最好把思想说清楚 要是附加代码 小弟感谢万分!

[解决办法]
判断两线段是否相交:

  我们分两步确定两条线段是否相交:
  (1)快速排斥试验
    设以线段 P1P2 为对角线的矩形为R, 设以线段 Q1Q2 为对角线的矩形为T,如果R和T不相交,显然两线段不会相交。
  (2)跨立试验
    如果两线段相交,则两线段必然相互跨立对方。若P1P2跨立Q1Q2 ,则矢量 ( P1 - Q1 ) 和( P2 - Q1 )位于矢量( Q2 - Q1 ) 的两侧,即( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) * ( P2 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) < 0。上式可改写成( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) * ( Q2 - Q1 ) × ( P2 - Q1 ) > 0。当 ( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) = 0 时,说明 ( P1 - Q1 ) 和 ( Q2 - Q1 )共线,但是因为已经通过快速排斥试验,所以 P1 一定在线段 Q1Q2上;同理,( Q2 - Q1 ) ×(P2 - Q1 ) = 0 说明 P2 一定在线段 Q1Q2上。所以判断P1P2跨立Q1Q2的依据是:( P1 - Q1 ) × ( Q2 - Q1 ) * ( Q2 - Q1 ) × ( P2 - Q1 ) >= 0。同理判断Q1Q2跨立P1P2的依据是:( Q1 - P1 ) × ( P2 - P1 ) * ( P2 - P1 ) × ( Q2 - P1 ) >= 0。具体情况如下图所示:
  在相同的原理下,对此算法的具体的实现细节可能会与此有所不同,除了这种过程外,大家也可以参考《算法导论》上的实现。


C/C++ code
// 如果线段u和v相交(包括相交在端点处)时,返回true bool intersect(LINESEG u,LINESEG v) { return( (max(u.s.x,u.e.x)>=min(v.s.x,v.e.x))&& //排斥实验 (max(v.s.x,v.e.x)>=min(u.s.x,u.e.x))&& (max(u.s.y,u.e.y)>=min(v.s.y,v.e.y))&& (max(v.s.y,v.e.y)>=min(u.s.y,u.e.y))&& (multiply(v.s,u.e,u.s)*multiply(u.e,v.e,u.s)>=0)&& //跨立实验 (multiply(u.s,v.e,v.s)*multiply(v.e,u.e,v.s)>=0)); } /****************************************************************************** r=multiply(sp,ep,op),得到(sp-op)*(ep-op)的叉积 r>0:ep在矢量opsp的逆时针方向; r=0:opspep三点共线; r<0:ep在矢量opsp的顺时针方向 *******************************************************************************/ double multiply(POINT sp,POINT ep,POINT op) { return((sp.x-op.x)*(ep.y-op.y)-(ep.x-op.x)*(sp.y-op.y)); } /* 基本几何结构 */ struct POINT { double x; double y; POINT(double a=0, double b=0) { x=a; y=b;} //constructor }; struct LINESEG { POINT s; POINT e; LINESEG(POINT a, POINT b) { s=a; e=b;} LINESEG() { } }; 

热点排行