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2012-04-13 09:05
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一道计算几何求多边形重心问题,
题意:已知一多边形没有边相交,质量分布均匀。顺序给出多边形的顶点坐标,求其重心。
1,质量集中在顶点上。n个顶点坐标为(xi,yi),质量为mi,则重心
X = ∑( xi×mi ) / ∑mi
Y = ∑( yi×mi ) / ∑mi
特殊地,若每个点的质量相同,则
X = ∑xi / n
Y = ∑yi / n
2,质量分布均匀。这个题就是这一类型,算法和上面的不同。
特殊地,质量均匀的三角形重心:
X = ( x0 + x1 + x2 ) / 3
Y = ( y0 + y1 + y2 ) / 3
这一题这两种方法都用到了,首先是把该多边形划分成多个三角形,并求出每个三角形的面积和重心,然后以每个三角形的重心为顶点,构造出一个新的多边形,而该多边形和原多边形的重心相同,只是该多边形的质量都集中在顶点上了,因此可以用第一种方法来求,又因为质量和面积成正比,因此可以转化为求三角形面积,至于如何求三角形面积可以用叉积,注意当三角形在多边形外边时为负,这里判断三角形面积为正还是负的方法还可以用右手螺旋定则,如果是顺时针这位负,逆时针为正
AC代码:
题意:已知一多边形没有边相交,质量分布均匀。顺序给出多边形的顶点坐标,求其重心。
1,质量集中在顶点上。n个顶点坐标为(xi,yi),质量为mi,则重心
X = ∑( xi×mi ) / ∑mi
Y = ∑( yi×mi ) / ∑mi
特殊地,若每个点的质量相同,则
X = ∑xi / n
Y = ∑yi / n
2,质量分布均匀。这个题就是这一类型,算法和上面的不同。
特殊地,质量均匀的三角形重心:
X = ( x0 + x1 + x2 ) / 3
Y = ( y0 + y1 + y2 ) / 3
这一题这两种方法都用到了,首先是把该多边形划分成多个三角形,并求出每个三角形的面积和重心,然后以每个三角形的重心为顶点,构造出一个新的多边形,而该多边形和原多边形的重心相同,只是该多边形的质量都集中在顶点上了,因此可以用第一种方法来求,又因为质量和面积成正比,因此可以转化为求三角形面积,至于如何求三角形面积可以用叉积,注意当三角形在多边形外边时为负,这里判断三角形面积为正还是负的方法还可以用右手螺旋定则,如果是顺时针这位负,逆时针为正
AC代码:
#include<cstdio> #include<cmath> #include<string> #define exp 1e-7 using namespace std; typedef struct str { double x; double y; str():x(0.0),y(0.0){} }point; point s[10005]; int main() { int T; scanf("%d",&T); while(T--) { int n; scanf("%d",&n); for(int i=0;i<n;++i) scanf("%lf%lf",&s[i].x,&s[i].y); double sum=0.0; point cur; for(int i=1;i<=n;++i ) { double temp=(s[i%n].x*s[i-1].y-s[i-1].x*s[i%n].y)/2;//以原点为基准点 sum+=temp; cur.x+=temp*(s[i%n].x+s[i-1].x)/3.0; cur.y+=temp*(s[i%n].y+s[i-1].y)/3.0; } if(fabs(sum-0.0)<exp) printf("0.000 0.000\n"); else printf("%.3lf %.3lf\n",sum,(cur.x+cur.y)/sum); }return 0; }
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