إيجاد عدد المثلثات بين القطع المستقيمة الأفقية والرأسية

المتطلبات الأساسية: قليل  إذا كانت المقاطع المستقيمة 'n'، كل واحدة منها إما أفقية أو رأسية، فأوجد الحد الأقصى لعدد المثلثات (بما في ذلك المثلثات ذات المساحة الصفرية) التي يمكن تشكيلها من خلال ضم نقاط تقاطع المقاطع المستقيمة. لا يوجد تداخل بين قطعتين من الخطوط الأفقية ولا يوجد قطعتين من الخطوط العمودية. يتم تمثيل الخط باستخدام نقطتين (أربعة أعداد صحيحة أول اثنين هما إحداثيات x وy على التوالي للنقطة الأولى والاثنان الآخران هما إحداثيات x وy للنقطة الثانية) أمثلة:

 | ---|-------|-- | | ----- | --|--|- | | | | For the above line segments there are four points of intersection between vertical and horizontal lines every three out of which form a triangle so there can be    4C   3     triangles. 

الفكرة مبنية على خوارزمية خط الاجتياح . بناء الحل في خطوات:

  1. قم بتخزين كلتا النقطتين من جميع مقاطع الخط مع الحدث المقابل (الموصوف أدناه) في متجه وقم بفرز جميع النقاط بترتيب غير تنازلي لإحداثيات x الخاصة بها.
  2. لنتخيل الآن خطًا عموديًا نمسحه عبر كل هذه النقاط ونصف 3 أحداث بناءً على النقطة التي نحن فيها حاليًا:
      في - أقصى يسار قطعة خط أفقي خارج - أقصى يمين قطعة الخط الأفقي
    • أ خط عمودي
  3. نحن نسمي المنطقة 'نشيط' أو الخطوط الأفقية 'نشيط' التي كان لها الحدث الأول ولكن ليس الثاني. سيكون لدينا BIT (شجرة مفهرسة ثنائية) لتخزين إحداثيات "y" لجميع الخطوط النشطة.
  4. بمجرد أن يصبح الخط غير نشط، نقوم بإزالة حرف "y" الخاص به من BIT.
  5. عندما يحدث حدث من النوع الثالث، أي عندما نكون على خط عمودي، فإننا نقوم بالاستعلام عن الشجرة في نطاق إحداثياتها "y" ونضيف النتيجة إلى عدد نقاط التقاطع حتى الآن.
  6. أخيرًا، سيكون لدينا عدد نقاط التقاطعات م عندها سيكون عدد المثلثات (بما في ذلك مساحة الصفر). م ج 3 .

ملحوظة: نحن بحاجة إلى فرز النقاط بعناية ننظر إلى cmp() وظيفة في التنفيذ للتوضيح. 

CPP
   // A C++ implementation of the above idea   #include     #define maxy 1000005   #define maxn 10005   using     namespace     std  ;   // structure to store point   struct     point   {      int     x       y  ;      point  (  int     a       int     b  )      {      x     =     a       y     =     b  ;      }   };   // Note: Global arrays are initially zero   // array to store BIT and vector to store   // the points and their corresponding event number   // in the second field of the pair   int     bit  [  maxy  ];   vector  &  lt  ;  pair  &  lt  ;  point       int  &  gt  ;     &  gt  ;     events  ;   // compare function to sort in order of non-decreasing   // x coordinate and if x coordinates are same then   // order on the basis of events on the points   bool     cmp  (  pair  &  lt  ;  point       int  &  gt  ;     &  amp  ;  a       pair  &  lt  ;  point       int  &  gt  ;     &  amp  ;  b  )   {      if     (     a  .  first  .  x     !=     b  .  first  .  x     )      return     a  .  first  .  x     &  lt  ;     b  .  first  .  x  ;      //if the x coordinates are same      else      {      // both points are of the same vertical line      if     (  a  .  second     ==     3     &  amp  ;  &  amp  ;     b  .  second     ==     3  )      {      return     true  ;      }      // if an 'in' event occurs before 'vertical'      // line event for the same x coordinate      else     if     (  a  .  second     ==     1     &  amp  ;  &  amp  ;     b  .  second     ==     3  )      {      return     true  ;      }      // if a 'vertical' line comes before an 'in'      // event for the same x coordinate swap them      else     if     (  a  .  second     ==     3     &  amp  ;  &  amp  ;     b  .  second     ==     1  )      {      return     false  ;      }      // if an 'out' event occurs before a 'vertical'      // line event for the same x coordinate swap.      else     if     (  a  .  second     ==     2     &  amp  ;  &  amp  ;     b  .  second     ==     3  )      {      return     false  ;      }      //in all other situations      return     true  ;      }   }   // update(y 1) inserts a horizontal line at y coordinate   // in an active region while update(y -1) removes it   void     update  (  int     idx       int     val  )   {      while     (  idx     &  lt  ;     maxn  )      {      bit  [  idx  ]     +=     val  ;      idx     +=     idx     &  amp  ;     (  -  idx  );      }   }   // returns the number of lines in active region whose y   // coordinate is between 1 and idx   int     query  (  int     idx  )   {      int     res     =     0  ;      while     (  idx     &  gt  ;     0  )      {      res     +=     bit  [  idx  ];      idx     -=     idx     &  amp  ;     (  -  idx  );      }      return     res  ;   }   // inserts a line segment   void     insertLine  (  point     a       point     b  )   {      // if it is a horizontal line      if     (  a  .  y     ==     b  .  y  )      {      int     beg     =     min  (  a  .  x       b  .  x  );      int     end     =     max  (  a  .  x       b  .  x  );      // the second field in the pair is the event number      events  .  push_back  (  make_pair  (  point  (  beg       a  .  y  )     1  ));      events  .  push_back  (  make_pair  (  point  (  end       a  .  y  )     2  ));      }      //if it is a vertical line      else      {      int     up     =     max  (  b  .  y       a  .  y  );      int     low     =     min  (  b  .  y       a  .  y  );      //the second field of the pair is the event number      events  .  push_back  (  make_pair  (  point  (  a  .  x       up  )     3  ));      events  .  push_back  (  make_pair  (  point  (  a  .  x       low  )     3  ));      }   }   // returns the number of intersection points between all   // the lines vertical and horizontal to be run after the   // points have been sorted using the cmp() function   int     findIntersectionPoints  ()   {      int     intersection_pts     =     0  ;      for     (  int     i     =     0     ;     i     &  lt  ;     events  .  size  ()     ;     i  ++  )      {      //if the current point is on an 'in' event      if     (  events  [  i  ].  second     ==     1  )      {      //insert the 'y' coordinate in the active region      update  (  events  [  i  ].  first  .  y       1  );      }      // if current point is on an 'out' event      else     if     (  events  [  i  ].  second     ==     2  )      {      // remove the 'y' coordinate from the active region      update  (  events  [  i  ].  first  .  y       -1  );      }      // if the current point is on a 'vertical' line      else      {      // find the range to be queried      int     low     =     events  [  i  ++  ].  first  .  y  ;      int     up     =     events  [  i  ].  first  .  y  ;      intersection_pts     +=     query  (  up  )     -     query  (  low  );      }      }      return     intersection_pts  ;   }   // returns (intersection_pts)C3   int     findNumberOfTriangles  ()   {      int     pts     =     findIntersectionPoints  ();      if     (     pts     &  gt  ;  =     3     )      return     (     pts     *     (  pts     -     1  )     *     (  pts     -     2  )     )     /     6  ;      else      return     0  ;   }   // driver code   int     main  ()   {      insertLine  (  point  (  2       1  )     point  (  2       9  ));      insertLine  (  point  (  1       7  )     point  (  6       7  ));      insertLine  (  point  (  5       2  )     point  (  5       8  ));      insertLine  (  point  (  3       4  )     point  (  6       4  ));      insertLine  (  point  (  4       3  )     point  (  4       5  ));      insertLine  (  point  (  7       6  )     point  (  9       6  ));      insertLine  (  point  (  8       2  )     point  (  8       5  ));      // sort the points based on x coordinate      // and event they are on      sort  (  events  .  begin  ()     events  .  end  ()     cmp  );      cout     &  lt  ;  &  lt  ;     &  quot  ;  Number     of     triangles     are  :     &  quot  ;     &  lt  ;  &  lt  ;      findNumberOfTriangles  ()     &  lt  ;  &  lt  ;     &  quot  ;    n  &  quot  ;;      return     0  ;   }   

الإخراج:

Number of triangles are: 4 
Time Complexity:   O( n * log(n) + n * log(maximum_y) )   

المساحة المساعدة: O(maxy) حيث maxy = 1000005