logo

TechCodeview

Matematikai

A háromszögek számának meghatározása a vízszintes és függőleges vonalszakaszok között

Előfeltételek: BIT  Adott 'n' szakaszok mindegyike vízszintes vagy függőleges, keresse meg a háromszögek maximális számát (beleértve a nulla területű háromszögeket is), amelyek a szakaszok metszéspontjainak összekapcsolásával képezhetők. Nincs két vízszintes vonalszakasz átfedésben, és nincs két függőleges vonalszakasz sem. Egy egyenest két pont segítségével ábrázolunk (négy egész szám, amelyek közül az első kettő az első pont x és y koordinátája, a másik kettő pedig a második pont x és y koordinátája) Példák: 

 | ---|-------|-- | | ----- | --|--|- | | | | 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.

Az ötlet alapja Sweep Line algoritmus . A megoldás felépítése lépésekben:

  1. Tárolja az összes vonalszakasz mindkét pontját a megfelelő eseménnyel (lásd alább) egy vektorban, és rendezze az összes pontot az x koordinátáik nem csökkenő sorrendjében.
  2. Képzeljünk el egy függőleges vonalat, amelyet végigsöpörünk ezeken a pontokon, és írjunk le 3 eseményt az alapján, hogy éppen melyik ponton vagyunk:
      be - egy vízszintes vonalszakasz bal szélső pontja ki - a vízszintes vonalszakasz jobb szélső pontja
    • a függőleges vonal
  3. Mi a régiót hívjuk 'aktív' vagy a vízszintes vonalakat 'aktív' akiknek megvolt az első eseménye, de nem a második. Lesz egy BIT-ünk (binárisan indexelt fa), amely az összes aktív vonal „y” koordinátáit tárolja.
  4. Ha egy sor inaktívvá válik, eltávolítjuk az „y”-t a BIT-ből.
  5. Amikor egy harmadik típusú esemény történik, vagyis amikor egy függőleges vonalnál vagyunk, lekérdezzük a fát az 'y' koordináták tartományában, és az eredményt hozzáadjuk az eddigi metszéspontok számához.
  6. Végül megmondjuk a metszéspontok számát m akkor a háromszögek száma (a nulla területtel együtt) az lesz m C 3 .

Jegyzet: Meg kell gondosan rendezni a pontokat nézd meg a cmp() funkció a megvalósításban az egyértelműség kedvéért. 

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  ;   }

Kimenet: 

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

Segédtér: O(maxy), ahol maxy = 1000005


Részesedés

Lehet, Hogy Tetszeni Fog

Java If-else nyilatkozat

Java If-else nyilatkozat

mv parancs Linux/Unix rendszerben példákkal

mv parancs Linux/Unix rendszerben példákkal

Top Cikkek

Kategória

Blog Java Konverzió Matematika Java Gyűjtemények Különbségek Java Karakterlánc

Érdekes Cikkek