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LA 4728 (旋转卡壳) Squares

题意:

求平面上的最远点对距离的平方。

分析:

对于这个数据量枚举肯定是要超时的。

首先这两个点一定是在凸包上的,所以可以枚举凸包上的点,因为凸包上的点要比原来的点会少很多,可最坏情况下的时间复杂度也是O(n2).

于是就有了旋转卡壳。

可以想象有两条平行直线紧紧地夹住这个凸包,那直线上的点就是对踵点对。对踵点对最多有四对,就是当凸包的两边和两直线重合的情况。

直线的角度不断变化,直线上的对踵点对也会发生变化,当直线旋转过180°后,那么凸包上所有的对踵点对也就全部遍历到了。

 

代码中还有很详细的注释。

里面是利用比较△(u, u+1, v) 和 △(u, u+1, v+1)的面积大小来寻找对踵点对的。因为是凸多边形,所以面积的比较转化成了两个叉积的比较,最后化简成了一个叉积PuPu+1×PvPv+1

直接从化简出来的结果来看,如果两个向量的叉乘大于0的话,说明v正在远离直线PuPu+1,如果小于0的话说明正在靠近直线,也很容易理解。

 

  1 //#define LOCAL  2 #include <cstdio>  3 #include <cstring>  4 #include <algorithm>  5 #include <cmath>  6 #include <vector>  7 using namespace std;  8   9 struct Point 10 { 11     int x, y; 12     Point(int x=0, int y=0):x(x), y(y){} 13 }; 14 typedef Point Vector; 15  16 Point operator + (Point a, Point b) { return Point(a.x+b.x, a.y+b.y); } 17 Point operator - (Point a, Point b) { return Point(a.x-b.x, a.y-b.y); } 18 int Dot(Vector A, Vector B) { return A.x*B.x + A.y*B.y; } 19 int Cross(Vector A, Vector B) { return A.x*B.y - A.y*B.x; } 20  21 bool operator < (const Point& a, const Point& b) 22 { 23     return a.x < b.x || (a.x == b.x && a.y < b.y); 24 } 25  26 bool operator == (const Point& a, const Point& b) 27 { 28     return a.x == b.x && a.y == b.x; 29 } 30  31 int Dist2(const Point& a, const Point& b) 32 { return (a.x-b.x)*(a.x-b.x) + (a.y-b.y)*(a.y-b.y); } 33  34 vector<Point> ConvexHull(vector<Point>& p) 35 { 36     sort(p.begin(), p.end()); 37     p.erase(unique(p.begin(), p.end()), p.end()); 38      39     int n = p.size(); 40     int m = 0; 41     vector<Point> ch(n+1); 42     for(int i = 0; i < n; ++i) 43     { 44         while(m > 1 && Cross(ch[m-1]-ch[m-2], p[i]-ch[m-2]) <= 0) m--; 45         ch[m++] = p[i]; 46     } 47     int k = m; 48     for(int i = n-2; i >= 0; --i) 49     { 50         while(m > k && Cross(ch[m-1]-ch[m-2], p[i]-ch[m-2]) <= 0) m--; 51         ch[m++] = p[i]; 52     } 53     if(n > 1) m--; 54     ch.resize(m); 55     return ch; 56 } 57  58 int diameter2(vector<Point>& points) 59 { 60     vector<Point> p = ConvexHull(points); 61     int n = p.size(); 62     //for(int i = 0; i < n; ++i)    printf("%d %d\n", p[i].x, p[i].y); 63     if(n == 1)    return 0; 64     if(n == 2)  return Dist2(p[0], p[1]); 65     p.push_back(p[0]); 66     int ans = 0; 67     for(int u = 0, v = 1; u < n; ++u) 68     {// 一条直线贴住边p[u]-p[u+1] 69         while(true) 70         { 71             // 当Area(p[u], p[u+1], p[v+1]) <= Area(p[u], p[u+1], p[v])时停止旋转 72             //因为两个三角形有一公共边,所以面积大的那个点到直线距离大  73             // 即Cross(p[u+1]-p[u], p[v+1]-p[u]) - Cross(p[u+1]-p[u], p[v]-p[u]) <= 0 74             // 根据Cross(A,B) - Cross(A,C) = Cross(A,B-C) 75             // 化简得Cross(p[u+1]-p[u], p[v+1]-p[v]) <= 0 76             int diff = Cross(p[u+1]-p[u], p[v+1]-p[v]); 77             if(diff <= 0) 78             { 79                 ans = max(ans, Dist2(p[u], p[v])); 80                 if(diff == 0)    ans = max(ans, Dist2(p[u], p[v+1])); 81                 break; 82             }  83             v = (v+1)%n; 84         } 85     } 86     return ans; 87 } 88  89 int main(void) 90 { 91     #ifdef LOCAL 92         freopen("4728in.txt", "r", stdin); 93     #endif 94      95     int T; 96     scanf("%d", &T); 97     while(T--) 98     { 99         int n, x, y, w;100         scanf("%d", &n);101         vector<Point> p;102         for(int i = 0; i < n; ++i)103         {104             scanf("%d%d%d", &x, &y, &w);105             p.push_back(Point(x, y));106             p.push_back(Point(x+w, y));107             p.push_back(Point(x+w, y+w));108             p.push_back(Point(x, y+w));109         }110         printf("%d\n", diameter2(p));111     }112 113     return 0;114 }
代码君

 

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