先说一下题目大意:给定一些线段,这些线段顺序编号,这时候如果两条线段相交,则把他们加入到一个集合中,问给定一个线段序号,求在此集合中有多少条线段。
这个题的难度在于怎么判断线段相交,判断玩相交之后就是怎么找个他们之间的联系,这时候就要用到并查集了。
步骤:
1.判断两条线段相交
2. 用并查集实现查找线段个数和添加到集合中
关于这个判断线段相交的问题。我搞了一晚上加上一下午,刚开始自己想了一种数学上的相交,就是先求出两条线段所在的线性方程,然后求出他们的交点,最后在判断这个交点在不在这两个线段之间。这种方式刚开始一想挺简单的,但是在判断在不在两个线段之间就显得比较麻烦了,而且刚开始还漏了一种情况,就是在他们斜率不存在时怎么求出方程来,当时没有考虑这一点直接wa了,后来又加上了这种情况才AC了。
还有一种方法就是利用向量来判定线段是否相交,这个我是看的算法导论上的,答题思路就是判断其中一条线段是否横跨另一条线段,如果这两条线段都互相横跨另一条,那么一定相交,当然还有边界条件,就是这个交点是边界在线段的终点的情况,那具体怎么判断一条线段是否横跨另外一条线段呢,这时候用到向量了,两个向量p1,p2,如果他们的叉乘积大于0,就说明p1位于p2的逆时针的方向,小于0顺时针,等于0共线。所以这一步很关键。当解决了这个问题之后,那么就好办了,如果一条线段的一个点在顺时针侧,一个点在逆时针侧,那么这条线段横跨另一条直线,注意是直线,还不是线段,如果同时另外一条线段也横跨这一条,那么这时就是两个线段相互横跨了,就是相交了。还有一个关键点就是在边界情况下(就是一条线段的一个端点在另一条线段上的时候)怎么办,这时候用到上面写好的函数来判断,如果返回值是0,那么就是临界条件,这时候判断其中一个端点和另外一条线段的关系就行了,如果都不满足上面的这些情况,肯定是不相交了。
还有一点需要注意,在利用并查集实现的时候,要用两个,一个是普通的并查集来存放它们之间的关系,还有一个是存放它们当前集合的数目。具体代码如下;
代码一(第一种判断线段相交的方式)(后来证明可能有些数据过不了,不建议用这个)
1 #include<iostream> 2 #include <cstdio> 3 #include <cstring> 4 #define EPS 1e-8 5 using namespace std; 6 const int N = 1005; 7 struct point{ 8 double x, y; 9 }; 10 struct segmnt{ 11 point ori, des; 12 }; 13 int father[N], num[N];//father用来保存相交的线段的集合,num表示当前线段所在集合有多少条线段 14 segmnt seg[N]; 15 //初始化 16 void init(int n) 17 { 18 19 for (int i = 1; i <= n; i++) 20 { 21 father[i] = i; 22 num[i] = 1; 23 } 24 } 25 //判断线段是否相交 26 bool is_Cross(segmnt s1, segmnt s2) 27 { 28 point p1, p2, p3, p4; 29 p1 = s1.ori; p2 = s1.des; 30 p3 = s2.ori; p4 = s2.des; 31 //当第一条线段斜率不存在,第二条斜率存在时 32 if (p1.x == p2.x && p3.x != p4.x) 33 { 34 double k = (p4.y - p3.y) / (p4.x - p3.x); 35 double y = k * (p1.x - p3.x) + p3.y; 36 return ((y - p1.y >= EPS && y - p2.y <= EPS) || (y - p1.y <= EPS && y - p2.y >= EPS)); 37 } 38 //当第一条线段斜率存在,第二条斜率不存在时 39 else if (p3.x == p4.x && p1.x != p2.x) 40 { 41 double k = (p2.y - p1.y) / (p2.x - p1.x); 42 double y = k * (p3.x - p1.x) + p1.y; 43 return ((y - p3.y >= EPS && y - p4.y <= EPS) || (y - p3.y <= EPS && y - p4.y >= EPS)); 44 } 45 //当第一条第二条斜率都不存在时 46 else if (p1.x == p2.x && p3.x == p4.x) 47 { 48 return p1.x == p3.x; 49 } 50 //当他们斜率都存在时,先求出方程,然后求出他们的交点,判断交点是否在两条线段上 51 double k1 = (s1.des.y - s1.ori.y) / (s1.des.x - s1.ori.x); 52 double k2 = (s2.des.y - s2.ori.y) / (s2.des.x - s2.ori.x); 53 double x0 = (k1 * s1.ori.x - k2 * s2.ori.x + s2.ori.y - s1.ori.y) / (k1 - k2); 54 double y0 = k1 * (x0 - s1.ori.x) + s1.ori.y; 55 if (((x0 >= s1.ori.x && x0 <= s1.des.x) || (x0 >= s1.des.x && x0 <= s1.ori.x)) && ((y0 >= s1.ori.y && y0 <= s1.des.y) || (y0 >= s1.des.y && y0 <= s1.ori.y)) && ((x0 >= s2.ori.x && x0 <= s2.des.x) || (x0 >= s2.des.x && x0 <= s2.ori.x)) && ((y0 >= s2.ori.y && y0 <= s2.des.y) || (y0 >= s2.des.y && y0 <= s2.ori.y))) 56 return true; 57 return false; 58 } 59 //并查集查找 60 int find(int x) 61 { 62 while (x != father[x]) 63 x = father[x]; 64 return x; 65 } 66 //合并 67 void merge(int a, int b) 68 { 69 int ta = find(a); 70 int tb = find(b); 71 if (ta != tb) 72 { 73 father[ta] = tb; 74 num[tb] += num[ta]; 75 } 76 } 77 int main() 78 { 79 int t, n; 80 scanf("%d", &t); 81 while (t--) 82 { 83 int index = 0; 84 scanf("%d", &n); 85 init(n); 86 char option; 87 for (int i = 0; i < n; i++) 88 { 89 getchar(); 90 scanf("%c", &option); 91 if (option == 'P') 92 { 93 ++index; 94 scanf("%lf %lf %lf %lf", &seg[index].ori.x, &seg[index].ori.y, &seg[index].des.x, &seg[index].des.y); 95 for (int i = 1; i < index; i++) 96 if (is_Cross(seg[i], seg[index])) 97 merge(i, index); 98 } 99 else 100 { 101 int k; 102 scanf("%d", &k); 103 printf("%d\n", num[find(k)]); 104 } 105 } 106 if (t) 107 puts(""); 108 } 109 return 0; 110 }