判断线段相交

结合了别人讲的,自己写了一下

在讲解之前,先认识下“向量叉积”的概念:

如图,对于给定的向量AB与向量AC,我们如何判断AB是在AC顺时针方向还是逆时针方向呢?(如图所示,AB在AC逆时针方向,同时,AC在AB的顺时针方向)

假设向量AB坐标为(x1,y1),向量AC坐标为(x2,y2),

则规定“向量叉积”为:x1 * y2 - y1 * x2 

“向量叉积”的意义是:

若为正数,则AB在AC的顺时针方向;

若为负数,则AB在AC的逆时针方向;

若为0,则AB与AC共线。

现在可以回到我们的问题,如何判断给定的两条线段是否相交呢?

如图,AB与CD相交,以AB,CD为对角线做四边形,我们可以得出AC,AD在AB的两侧;CA,CB在CD的两侧,但是这个结论不是判断相交的充要条件,只需要加一个条件就可以成为充要条件,这可以由数学证明,直接看代码。


 
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<algorithm>
using namespace std;
 
struct Node
{
	double x, y;
};
 
/* 求出向量AB与向量AC的差积,返回0代表共线 */
double cross(Node A, Node B, Node C)
{
	return (B.x - A.x)*(C.y - A.y) - (C.x - A.x)*(B.y - A.y);
}
 
/* 判断线段AB与线段CD是否相交,相交返回true */
bool intersect(Node A, Node B, Node C, Node D)
{
	if (min(A.x, B.x) <= max(C.x, D.x) &&
		min(C.x, D.x) <= max(A.x, B.x) &&
		min(A.y, B.y) <= max(C.y, D.y) &&
		min(C.y, D.y) <= max(A.y, B.y) &&
		cross(A, B, C)*cross(A, B, D) < 0 &&//小于0表示在两侧,而不是同侧
		cross(C, D, A)*cross(C, D, B) < 0)
		return true;
 
	return false;
}
 
int main()
{
	
	return 0;
}

下面是我的版本

然后是结合一个例题,HDU 1086

需要注意的是三个点共线也属于相交,而上边这个版本共线是不算的,具体的做法就是cross那把<0 ,改成<=0

#include <iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
const int maxn = 105;
struct point
{
    double x,y;
};
struct line
{
    point start,end;
};
line p[maxn];
int n;
double cross( point s,point e1,point e2 )
{
    return (e1.x-s.x)*(e2.y-s.y)-(e1.y-s.y)*(e2.x-s.x);
}
bool check( point a,point b,point c,point d )
{
    double up1,up2,down1,down2,left1,left2,right1,right2;
    up1 = max(a.y,b.y);
    down1 = min(a.y,b.y);
    left1 = min(a.x,b.x);
    right1 = max(a.x,b.x);

    up2 = max(c.y,d.y);
    down2 = min(c.y,d.y);
    left2 = min(c.x,d.x);
    right2 = max(c.x,d.x);

    if( up1>=down2 && down1<=up2 && left1<=right2 && right1 >= left2 && cross(a,b,d)*cross(a,b,c)<=0 && cross(d,c,b)*cross(d,c,a)<=0 )
        return true;
    return false;

}
int main()
{
    while( scanf("%d",&n) == 1 && n )
    {
        for( int i = 1 ; i <= n ; i++ )
            scanf("%lf %lf %lf %lf",&p[i].start.x,&p[i].start.y,&p[i].end.x,&p[i].end.y);
        int ans = 0;
        for( int i = 1 ; i <= n ; i++ )
            for( int j = i+1 ; j <= n; j++ )
                if( check(p[i].start,p[i].end,p[j].start,p[j].end) )
                    ans++;
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}
/*
0 0
3 3
2 2
0 4

0 0
3 3
0 4
2 0



*/

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