logo

إيجاد عدد المثلثات بين القطع المستقيمة الأفقية والرأسية

المتطلبات الأساسية: قليل  إذا كانت المقاطع المستقيمة 'n'، كل واحدة منها إما أفقية أو رأسية، فأوجد الحد الأقصى لعدد المثلثات (بما في ذلك المثلثات ذات المساحة الصفرية) التي يمكن تشكيلها من خلال ضم نقاط تقاطع المقاطع المستقيمة. لا يوجد تداخل بين قطعتين من الخطوط الأفقية ولا يوجد قطعتين من الخطوط العمودية. يتم تمثيل الخط باستخدام نقطتين (أربعة أعداد صحيحة أول اثنين هما إحداثيات x وy على التوالي للنقطة الأولى والاثنان الآخران هما إحداثيات x وy للنقطة الثانية) أمثلة:

 | ---|-------|-- | | ----- | --|--|- | | | | For the above line segments there are four points of intersection between vertical and horizontal lines every three out of which form a triangle so there can be   4C3   triangles.

الفكرة مبنية على خوارزمية خط الاجتياح . بناء الحل في خطوات:



  1. قم بتخزين كلتا النقطتين من جميع مقاطع الخط مع الحدث المقابل (الموصوف أدناه) في متجه وقم بفرز جميع النقاط بترتيب غير تنازلي لإحداثيات x الخاصة بها.
  2. لنتخيل الآن خطًا عموديًا نمسحه عبر كل هذه النقاط ونصف 3 أحداث بناءً على النقطة التي نحن فيها حاليًا:
      في- أقصى يسار قطعة خط أفقيخارج- أقصى يمين قطعة الخط الأفقي
    • أ خط عمودي
  3. نحن نسمي المنطقة 'نشيط' أو الخطوط الأفقية 'نشيط' التي كان لها الحدث الأول ولكن ليس الثاني. سيكون لدينا BIT (شجرة مفهرسة ثنائية) لتخزين إحداثيات "y" لجميع الخطوط النشطة.
  4. بمجرد أن يصبح الخط غير نشط، نقوم بإزالة حرف "y" الخاص به من BIT.
  5. عندما يحدث حدث من النوع الثالث، أي عندما نكون على خط عمودي، فإننا نقوم بالاستعلام عن الشجرة في نطاق إحداثياتها "y" ونضيف النتيجة إلى عدد نقاط التقاطع حتى الآن.
  6. أخيرًا، سيكون لدينا عدد نقاط التقاطعات م عندها سيكون عدد المثلثات (بما في ذلك مساحة الصفر). مج3 .

ملحوظة: نحن بحاجة إلى فرز النقاط بعناية ننظر إلى cmp() وظيفة في التنفيذ للتوضيح. 

CPP
// A C++ implementation of the above idea #include   #define maxy 1000005 #define maxn 10005 using namespace std; // structure to store point struct point {  int x y;  point(int a int b)  {  x = a y = b;  } }; // Note: Global arrays are initially zero // array to store BIT and vector to store // the points and their corresponding event number // in the second field of the pair int bit[maxy]; vector<pair<point int> > events; // compare function to sort in order of non-decreasing // x coordinate and if x coordinates are same then // order on the basis of events on the points bool cmp(pair<point int> &a pair<point int> &b) {  if ( a.first.x != b.first.x )  return a.first.x < b.first.x;  //if the x coordinates are same  else  {  // both points are of the same vertical line  if (a.second == 3 && b.second == 3)  {  return true;  }  // if an 'in' event occurs before 'vertical'  // line event for the same x coordinate  else if (a.second == 1 && b.second == 3)  {  return true;  }  // if a 'vertical' line comes before an 'in'  // event for the same x coordinate swap them  else if (a.second == 3 && b.second == 1)  {  return false;  }  // if an 'out' event occurs before a 'vertical'  // line event for the same x coordinate swap.  else if (a.second == 2 && b.second == 3)  {  return false;  }  //in all other situations  return true;  } } // update(y 1) inserts a horizontal line at y coordinate // in an active region while update(y -1) removes it void update(int idx int val) {  while (idx < maxn)  {  bit[idx] += val;  idx += idx & (-idx);  } } // returns the number of lines in active region whose y // coordinate is between 1 and idx int query(int idx) {  int res = 0;  while (idx > 0)  {  res += bit[idx];  idx -= idx & (-idx);  }  return res; } // inserts a line segment void insertLine(point a point b) {  // if it is a horizontal line  if (a.y == b.y)  {  int beg = min(a.x b.x);  int end = max(a.x b.x);  // the second field in the pair is the event number  events.push_back(make_pair(point(beg a.y) 1));  events.push_back(make_pair(point(end a.y) 2));  }  //if it is a vertical line  else  {  int up = max(b.y a.y);  int low = min(b.y a.y);  //the second field of the pair is the event number  events.push_back(make_pair(point(a.x up) 3));  events.push_back(make_pair(point(a.x low) 3));  } } // returns the number of intersection points between all // the lines vertical and horizontal to be run after the // points have been sorted using the cmp() function int findIntersectionPoints() {  int intersection_pts = 0;  for (int i = 0 ; i < events.size() ; i++)  {  //if the current point is on an 'in' event  if (events[i].second == 1)  {  //insert the 'y' coordinate in the active region  update(events[i].first.y 1);  }  // if current point is on an 'out' event  else if (events[i].second == 2)  {  // remove the 'y' coordinate from the active region  update(events[i].first.y -1);  }  // if the current point is on a 'vertical' line  else  {  // find the range to be queried  int low = events[i++].first.y;  int up = events[i].first.y;  intersection_pts += query(up) - query(low);  }  }  return intersection_pts; } // returns (intersection_pts)C3 int findNumberOfTriangles() {  int pts = findIntersectionPoints();  if ( pts >= 3 )  return ( pts * (pts - 1) * (pts - 2) ) / 6;  else  return 0; } // driver code int main() {  insertLine(point(2 1) point(2 9));  insertLine(point(1 7) point(6 7));  insertLine(point(5 2) point(5 8));  insertLine(point(3 4) point(6 4));  insertLine(point(4 3) point(4 5));  insertLine(point(7 6) point(9 6));  insertLine(point(8 2) point(8 5));  // sort the points based on x coordinate  // and event they are on  sort(events.begin() events.end() cmp);  cout << "Number of triangles are: " <<  findNumberOfTriangles() << "n";  return 0; } 

الإخراج:

Number of triangles are: 4
Time Complexity:   O( n * log(n) + n * log(maximum_y) )  

المساحة المساعدة: O(maxy) حيث maxy = 1000005