中国flash网站模板中心,优秀建筑方案设计文本,wordpress阿里云配置文件,编程培训心得基于C语言的凸包算法实现非计算机专业#xff0c;代码有些的不好的地方#xff0c;大佬轻喷^ _ ^根据要求#xff0c;需要使用C语言实现凸包算法——Graham扫描法#xff0c;本文将从算法理解、实现思路、遇到的问题及其解决方案三个方面来阐述实现过程。算法理解凸包算法G…基于C语言的凸包算法实现非计算机专业代码有些的不好的地方大佬轻喷^ _ ^根据要求需要使用C语言实现凸包算法——Graham扫描法本文将从算法理解、实现思路、遇到的问题及其解决方案三个方面来阐述实现过程。算法理解凸包算法Graham扫描法在不考虑排序算法的时间复杂度情况下算法核心程序的时间复杂度为 O ( n l o g n ) O(n log n)O(nlogn)其主要算法思想如下首先是预处理过程获得一组随机点集选取位于二维空间中左下角的点即在纵坐标(y)最小情况下横坐标(x)为最小的点P 0 P_0P0​ 。以该点位极坐标原点计算其余各点的极角θ \thetaθ并根据极角大小进行升序排序若极角相同则按极径大小按升序排列。由此得到一组按照极角排序的点集 { P 0 , P 1 , . . . , P n } \left\{P_0,P_1,...,P_n\right\}{P0​,P1​,...,Pn​}(如下图所示)。完成预处理之后即Graham算法的核心步骤主要通过栈的方式来实现凸包点的计算。首先将P 0 , P 1 P_0,P_1P0​,P1​两点压栈他们必然属于凸包上的点。然后进入迭代过程以栈顶元素A [ t o p ] A[top]A[top]和次栈顶元素 A [ t o p − 1 ] A[top-1]A[top−1]构成的向量a ⃗ \vec{a}a为基准计算其与当前P k P_kPk​点与栈顶元素A [ t o p ] A[top]A[top]构成的向量b ⃗ \vec{b}b的叉积 若结果为正(零)则 b ⃗ \vec{b}b 位于 a ⃗ \vec{a}a 的逆时针方向(共线)P k P_kPk​进栈 若结果为负则 b ⃗ \vec{b}b 位于 a ⃗ \vec{a}a 的顺时针方向 A [ t o p ] A[top]A[top]出栈 P k P_kPk​进栈直至扫描至最后一个点将 P 0 P_0P0​ 再次进栈是凸包闭合。由于要求顺时针输出凸包顶点则将栈中元素从栈顶向栈底依次输出即可。实现思路及过程根据Graham扫描法的算法理解将程序实现分为了随机点坐标初始化、极角计算及排序、Graham核心算法和结果输出四个模块共计8个函数进行编码实现。结构体定义// 点坐标typedef struct POINT {int x;int y;}Point;坐标初始化首先构造存储点坐标的结构体Point该结构体中仅包含横坐标x和纵坐标y。根据要求需要随机生成100个点使用宏定义点集大小(SIZE)为100。使用库下的rand()函数以当前系统时间为种子生成 0 ≤ x 50 , 0 ≤ y 50 0\le x50,0\le y500≤x50,0≤y50 的点并依次存入大小为SIZE的Point的类型的一维数组中。void InitPoint(Point* p) {int i;srand(time(0));for (i 0; i SIZE; i) {(p i)-x (int)(rand() % 50);(p i)-y (int)(rand() % 50);}}极角计算及排序首先选取点集中位于左下角的点采用的方法为先找出纵坐标 最小的坐标点(集)然后在其中找出横坐标 最小的坐标点记录该点位于原始点集的位置将其与第一个点进行交换。接着使用库下的atan()函数计算各点的极角并将其记录在double类型大小为SIZE的一维数组angle中令极坐标原点的极角 a n g l e [ 0 ] 0 angle[0] 0angle[0]0。使用冒泡排序算法对极角进行排序同时改变点集中各点的顺序。在排序是要考虑当极角相同时按极径从小到大排序。Graham核心算法根据算法分析结果定义一个Point类型的一维数组作为栈空间定义栈顶定位变量top用于标记栈顶元素在栈中的位置定义临时变量temp_point用记录当前扫描到的坐标点定义叉积计算函数返回值为布尔类型。当叉积为非负时返回true否则返回false。判断temp_point和栈顶元素次顶元素三个点组成的两个向量的方向若叉积返回值为正则将temp_point进栈否则将当前栈顶元素出栈继续判断现在的栈顶元素和次顶元素与temp_point三个点的向量叉积……得到包含所有凸包顶点的栈数组最后将 点进栈形成封闭凸包在形成封闭凸包前需要对 以及当前栈顶和次顶元素进行判断是否符合凸包结构若符合则将 进栈反之将当前栈顶元素出栈重复判断步骤直至符合为止。int myGraham(Point* p, Point* p_stack) {int top -1; //栈顶指针int p_index 0; //点索引Point temp_point;top; p_stack[top] p[0]; p_index; //pushtop; p_stack[top] p[1]; p_index; //pushwhile (p_index SIZE) {temp_point p[p_index];if (X(p_stack[top - 1], p_stack[top], temp_point)){top; p_stack[top] temp_point;//push}else {top--;//popcontinue;}p_index;}while (TRUE) {if (!X(p_stack[top - 1], p_stack[top], p[0])) {top--;}else {break;}}top; p_stack[top] p[0];return top;}结果输出为了使结果更直观定义了一个输出函数能够输出凸包顶点坐标并在二维坐标中显示点。运行结果来源oschina链接https://my.oschina.net/u/4355012/blog/4274913