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BZOJ 3707: 圈地 计算几何

Description

2维平面上有n个木桩,黄学长有一次圈地的机会并得到圈到的土地,为了体现他的高风亮节,他要使他圈到的土地面积尽量小。圈地需要圈一个至少3个点的多边形,多边形的顶点就是一个木桩,圈得的土地就是这个多边形内部的土地。(因为黄学长非常的神,所以他允许圈出的第n点共线,那样面积算0)

Input

第一行一个整数n,表示木桩个数。
接下来n行,每行2个整数表示一个木桩的坐标,坐标两两不同。

题解:

简单的说就是给定平面上n个点,求这n个点组成三角形的最小面积。

如果分别枚举三个点的话是`O(n^3)`的,时间无法承受。

如果枚举了两个点a,b。设它们间的距离是L。如果以点a,b所在直线为y轴的话,与其他点所组成的三角形的面积`S=L*|x|/2`,x是其他点在这个坐标系中的横坐标。可以看出面积最小的就是离这个坐标系y轴最近的一个点。如果我们能够快速的得知最近的点的话,就可以将复杂度降低到`O(n^2)`。

把这些点两两之间求出一条直线,记录这条直线是哪两个点取到的,记录这条直线的斜率k。然后按照k排序,我们可以依次按照k递增连续变化的顺序处理这些直线。

首先将这些点按x坐标排序,相当于按x=0直线排序的情况,考虑由两个相邻的斜率k1变到k2时,这个序列的改变只有k1直线的两个点的顺序交换了下,其它点之间的顺序都没变。在枚举直线时,交换两点维护序列即可。

代码:

#include<iostream>#include<cstdio>#include<algorithm>#include<cstring>#include<cmath>//by zrt//problem:using namespace std;typedef long long LL;const int inf(0x3f3f3f3f);const double eps(1e-9);struct point{    int x,y;    friend bool operator < (point x,point y){        return x.x<y.x;    }}p[1005];struct line{    int x,y;double k;    friend bool operator < (line a,line b){        return a.k<b.k;    }}l[500005];int pos[1005],rank[1005];int n,c;double ans;point operator -(point a,point b){    static point ret;    ret.x=a.x-b.x;    ret.y=a.y-b.y;    return ret;}double cross(point a,point b){    return a.x*1.0*b.y-b.x*1.0*a.y;}int main(){    #ifdef LOCAL    freopen("in.txt","r",stdin);    freopen("out.txt","w",stdout);    #endif    ans=1e200;    scanf("%d",&n);    for(int i=1;i<=n;i++){        scanf("%d%d",&p[i].x,&p[i].y);    }    sort(p+1,p+1+n);    for(int i=1;i<=n;i++) rank[i]=pos[i]=i;    for(int i=1;i<n;i++){        for(int j=i+1;j<=n;j++){            l[++c].x=i;l[c].y=j;            l[c].k=(p[j].y-p[i].y)/(double)(p[j].x-p[i].x);        }    }    sort(l+1,l+c+1);    int a,b;    for(int i=1;i<=c;i++){        a=l[i].x;b=l[i].y;        if(pos[a]>pos[b]) swap(a,b);        if(pos[a]>1)ans=min(ans,fabs(cross(p[a]-p[b],p[rank[pos[a]-1]]-p[b])));        if(pos[b]<n)ans=min(ans,fabs(cross(p[a]-p[b],p[rank[pos[b]+1]]-p[b])));        swap(pos[a],pos[b]);        swap(rank[pos[a]],rank[pos[b]]);    }    printf("%.2f\n",ans/2.0);    return 0;}

BZOJ 3707: 圈地 计算几何