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POJ 2187 旋转卡壳 + 水平序 Graham 扫描算法

水平序 Graham 扫描算法:

计算二维凸包的时候可以用到,Graham 扫描算法有水平序和极角序两种。

极角序算法能一次确定整个凸包,

但是计算极角需要用到三角函数,速度较慢,精度较差,特殊情况较多。

水平序算法需要扫描两次,但排序简单,讨论简单,不易出错。

 

【算法流程】

1.对顶点按x为第一关键字,y为第二关键字进行排序。

2.准备一个空栈,并将前两个点压入栈。

3.对于每一个顶点A,只要栈顶中还至少两个顶点,记栈顶为T,栈中第二个为U。

若UT(向量) * TA(向量) <= 0, 则将T弹出。重复此过程。

4.直到上一步不再弹出顶点,将A压入栈。扫描完一遍之后得到凸包的下凸壳

5.将点集倒过来再进行一次,得到凸包的上凸壳,组合起来即可。

 

【算法的时间复杂度】

算法的瓶颈在排序,所以时间复杂度是 O(N log N)。 若坐标均为整数,可以用基数排序将复杂度优化到 O(N)。

 

贴上代码了~:

//#pragma comment(linker, "/STACK:16777216") //for c++ Compiler#include <stdio.h>#include <iostream>#include <cstring>#include <cmath>#include <stack>#include <queue>#include <vector>#include <algorithm>#define ll long long#define Max(a,b) (((a) > (b)) ? (a) : (b))#define Min(a,b) (((a) < (b)) ? (a) : (b))#define Abs(x) (((x) > 0) ? (x) : (-(x)))using namespace std;const int INF = 0x3f3f3f3f;const int MAXN = 50001;const double eps = 1e-8;struct POINT{    int x;    int y;    POINT() : x(0), y(0) {};    POINT(double _x_, double _y_) : x(_x_), y(_y_) {};};bool Mult(const POINT & sp, const POINT & ep, const POINT & op){    return (sp.x - op.x) * (ep. y - op.y) >= (ep.x - op.x) * (sp.y - op.y);}bool operator < (const POINT & l, const POINT & r){    return l.y < r. y || (l.y == r.y && l.x < r.x);}int Cross(const POINT & a, const POINT & b, const POINT & o){    return (a.x - o.x) * (b.y - o.y) - (b.x - o.x) * (a.y - o.y);}int SquareDis(POINT a, POINT b){    return (a.x - b.x) * (a.x - b.x) + (a.y - b.y) * (a.y - b.y);}int Graham(POINT *pnt, POINT *res, int n){    int i, len, top =1;    sort(pnt, pnt + n);    if (n == 0)        return 0;    res[0] = pnt[0];    if (n == 1)        return 1;    res[1] = pnt[1];    if (n == 2)        return 2;    res[2] = pnt[2];    for (i =2; i < n; i++){        while (top && Mult(pnt[i], res[top], res[top -1]))            top--;        res[++top] = pnt[i];    }    len = top;    res[++top] = pnt[n -2];    for (i = n -3; i >=0; i--){        while (top != len &&  Mult(pnt[i], res[top], res[top -1]))            top--;        res[++top] = pnt[i];    }    return top;}int rotating_calipers(POINT *ch, int n){    int q =1, ans =0;    ch[n] = ch[0];    for (int i = 0; i < n; ++i){        while (Cross(ch[i + 1], ch[q + 1], ch[i]) > Cross(ch[i + 1], ch[q], ch[i]))            q = (q +1) % n;        ans = max(ans, max(SquareDis(ch[i], ch[q]), SquareDis(ch[i + 1], ch[q + 1])));    }    return ans;}int main(){    POINT pnt[MAXN], res[MAXN];    int n;    while(EOF != scanf("%d",&n)){        for (int i = 0; i < n; i++)            scanf("%d%d", &pnt[i].x, &pnt[i].y);        int count = Graham(pnt, res,  n);        int ans = rotating_calipers(res, count);        printf("%d\n", ans);    }    return 0;}