(C++)三维凸包构建-求凸包质心-表面积-体积-点到凸包距离等
代码出处不明,但是方法简单,思路清晰,非常值得参考。
如有朋友知道代码出处,请评论里注明,我会加上。
/*
* 用法:
* input: n: 点数
* p[i].x p[i].y p[i].z: 坐标
* solve(): 构建三维凸包
* return : double area(): 凸包表面积
* double volume(): 体积
* int polygon(): 表面三角形数
* int polygon(): 表面多边形数
* Point getcent(): 凸包质心
* double function(Point fuck): 点到凸包上的距离
*/
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int MAXN=505;
const double EPS=1e-8;
struct Point{double x,y,z;Point(){}Point(double xx,double yy,double zz):x(xx),y(yy),z(zz){}Point operator -(const Point p1){ //两向量之差 return Point(x-p1.x,y-p1.y,z-p1.z);}Point operator *(Point p){ //叉乘 return Point(y*p.z-z*p.y,z*p.x-x*p.z,x*p.y-y*p.x);} double operator ^(Point p){ //点乘 return (x*p.x+y*p.y+z*p.z);}
};struct CH3D{
/** 用法: * input: n: 点数* p[i].x p[i].y p[i].z: 坐标* solve(): 构建三维凸包* return : double area(): 凸包表面积* double volume(): 体积* int polygon(): 表面三角形数* int polygon(): 表面多边形数* Point getcent(): 凸包质心* double function(Point fuck): 点到凸包上的距离*
*/struct face{int a,b,c; //表示凸包一个面上三个点的编号bool ok; //表示该面是否属于最终凸包中的面};int n; //初始顶点数 Point P[MAXN]; //初始顶点int num; //凸包表面的三角形数face F[8*MAXN]; int g[MAXN][MAXN]; //凸包表面的三角形double vlen(Point a){ //向量长度return sqrt(a.x*a.x+a.y*a.y+a.z*a.z);}Point cross(const Point &a, const Point &b, const Point &c){ //叉乘 return Point((b.y-a.y)*(c.z-a.z)-(b.z-a.z)*(c.y-a.y),-((b.x-a.x)*(c.z-a.z)-(b.z-a.z)*(c.x-a.x)),(b.x-a.x)*(c.y-a.y)-(b.y-a.y)*(c.x-a.x));}double area(Point a,Point b,Point c){ //三角形面积*2return vlen((b-a)*(c-a));}double volume(Point a,Point b,Point c,Point d){ //四面体有向体积*6return (b-a)*(c-a)^(d-a);}double dblcmp(Point &p,face &f){ //正:点在面同向Point m=P[f.b]-P[f.a];Point n=P[f.c]-P[f.a];Point t=p-P[f.a];return (m*n)^t;}void deal(int p,int a,int b){int f=g[a][b];face add;if(F[f].ok){if(dblcmp(P[p],F[f])>EPS)dfs(p,f);else{add.a=b; add.b=a;add.c=p;add.ok=1;g[p][b]=g[a][p]=g[b][a]=num;F[num++]=add;}}}void dfs(int p,int now){F[now].ok=0;deal(p,F[now].b,F[now].a);deal(p,F[now].c,F[now].b);deal(p,F[now].a,F[now].c);}bool same(int s,int t){Point &a=P[F[s].a];Point &b=P[F[s].b];Point &c=P[F[s].c];return fabs(volume(a,b,c,P[F[t].a]))EPS){swap(P[1],P[i]);flag=false;break;}}if(flag)return;flag=true;for(i=2;iEPS){swap(P[2],P[i]);flag=false;break;}}if(flag)return;flag=true;for(i=3;iEPS){swap(P[3],P[i]);flag=false;break;}}if(flag)return;for(i=0;i<4;i++){add.a=(i+1)%4;add.b=(i+2)%4;add.c=(i+3)%4;add.ok=true;if(dblcmp(P[i],add)>0)swap(add.b,add.c);g[add.a][add.b]=g[add.b][add.c]=g[add.c][add.a]=num;F[num++]=add;}for(i=4;iEPS){dfs(i,j);break;}}}tmp=num;for(i=num=0;i0){ ans.x += (p1.x+p2.x+p3.x+temp.x)*t2; ans.y += (p1.y+p2.y+p3.y+temp.y)*t2; ans.z += (p1.z+p2.z+p3.z+temp.z)*t2; v += t2; } } } ans.x /= (4*v); ans.y /= (4*v); ans.z /= (4*v); return ans; } double function(Point fuck){ //点到凸包上的最近距离(枚举每个面到这个点的距离) double min=99999999; for(int i=0;i
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