当前课程知识点:计算几何 > 02. Geometric Intersection > H. Edge Chasing > 02-H-01. Eliminating Sickles
好 刚才我们已经介绍了
凸多边形的相交判定问题
我们讲过这个问题
相对会简单一些
接下来我们来看复杂一些的
构造问题
我们将介绍两个算法
以及一个推广
那么首先一个
就是所谓的边追赶算法
Edge Chasing
我们首先来看看
凸多边形的交集
会是什么样一个样子
也就是说
任意的给定了
两个凸多边形之后
我们希望将它们的公共部分
如果是非空的话
严格的描述和构造出来
以便于我们后续
做进一步的处理
那么需要注意的是
这件事情的复杂度
首先就体现在这个
交集本身的复杂度上
因为如果原来一个
多边形的规模是N
另一个凸多边形的规模是m的话
他们的交集有可能本身
就会包含多达n+m条边
也就是说原来的
无论是此多边形
还是彼多边形上的任何一条边
都有可能为最后的交集
有所贡献
我们的第一个算法
它的思路同样是来自于观察
就像我们经常告诫大家的一样
在求解一个问题的时候
首先要动的未必是你的脑子
而应该是你的眼睛
我们来观察一下
凸多边形的交会有什么特点呢
的确有很强的特点
这种特性可以表述为
这样一句话
也就是说任何一对凸多边形
如果说要有所差异的话
那么他们的不同之处
必然可以分解为一系列的
这样的形式
这种形式像一个月牙
也像一个镰刀
所以我们也称之为
月牙型的区域比如这块
我们可以看到
两个多边形的差
确实可以表示为这样的
一系列的镰刀型
或者月牙型的并
所以如果你的确能够观测到
这样一个性质的话
那就不难得出这个算法的原理
也就是如果我们要反过来
不是求这两个
多边形的差异部分
而是求他们的公共部分的话
那么无非就是要将
这些差异的部分
也就是这些月牙型的区域
逐一的减除掉就可以了
没错
要将这些区域逐一的减除掉
这就是这个算法的思路
如果我们需要构造
两个凸多边形P和Q之间的
公共部分的话
那么O'Rourke建议说
我们可以通过对这两个
凸多边形边界的
分别或者叫同时做的一次遍历
就可以完成这件事
在遍历的过程中
我们始终将注意力分别放在
这两个凸多边形边界上的
两条边上
比如一个叫e
另一个叫f
然后呢也同样的
我们要根据e和f的
相对位置关系
来判断我们下一步
究竟应该是将e替换为
它的后继
从而向前迈一步
还是将f替换为它的后继
从而向前迈一步
整个这样的过程
就呈现出e和f交替的前进
你追我赶的
这么样一个局面
所以这个算法也称之为边追赶
刚才我们一直追到了
这里头我们需要能够找到
任何一条边的直接后继
所以这里我们假设
无论是P还是Q
都是将组成它的边
按照某一个次序
比如说逆时针的次序
存成了一个环路
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-F. Range Tree: Structure--作业
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-G. Range Tree: Query--作业
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-H. Priority Search Tree--作业
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-I. 2D-GRQ Using PST--作业
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-K. Vertical Segment Stabbing Query