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凸邊形演算法復雜度

發布時間:2023-01-03 09:53:55

『壹』 什麼是凸邊形

凸多邊形是一個內部為凸集的簡單多邊形。凸多邊形(Convex Polygon)指如果把一個多邊形的所有邊中,任意一條邊向兩方無限延長成為一直線時,其他各邊都在此直線的同旁,那麼這個多邊形就叫做凸多邊形,其內角應該全不是優角,任意兩個頂點間的線段位於多邊形的內部或邊上。

凸多邊形的內角均小於或等於180°,邊數為n(n屬於Z且n大於2)的凸多邊形內角和為(n2)×180°,但任意凸多邊形外角和均為360°,並可通過反證法證明凸多邊形內角中銳角的個數不能多於3個。

凸多邊形所有對角線都在內部,邊數為n的凸多邊形對角線條數為2-1n(n-3),其中通過任一頂點可與其餘n-3個頂點連對角線。

『貳』 什麼是凸邊形,什麼是凹邊形

初中的是凸邊形

將圖形的任意一邊無限延長,如果延長線與圖形有交點就是凹邊形
反之就是凸邊形
我記得課本上好象有這個的概念吧

『叄』 凸包的發展歷史,急需,越詳細越好,謝謝!!!!

⒈對於一個集合D,D中任意有限個點的線性組合的全體稱為D的凸包。 ⒉對於一個集合D,所有包含D的凸集之交稱為D的凸包。 可以證明,上述兩種定義是等價的 概念
1 點集Q的凸包(convex hull)是指一個最小凸多邊形,滿足Q中的點或者在多邊形邊上或者在其內。右圖中由紅色線段表示的多邊形就是點集Q={p0,p1,...p12}的凸包。 2 一組平面上的點,求一個包含所有點的最小的凸多邊形,這就是凸包問題了。這可以形象地想成這樣:在地上放置一些不可移動的木樁,用一根繩子把他們盡量緊地圈起來,並且為凸邊形,這就是凸包了。編輯本段平面凸包求法常見求法
2.0 Graham's Scan法求解凸包問題
概念 凸包(Convex Hull)是一個計算幾何(圖形學)中的概念。用不嚴謹的話來講,給定二維平面上的點集,凸包就是將最外層的點連接起來構成的凸多邊型,它能包含點集中所有點的。嚴謹的定義和相關概念參見維基網路:凸包。 這個演算法是由數學大師葛立恆(Graham)發明的,他曾經是美國數學學會(AMS)主席、AT&T首席科學家以及國際雜技師協會(IJA)主席。(太汗了,這位大牛還會玩雜技~) 問題 給定平面上的二維點集,求解其凸包。 過程 ⒈ 在所有點中選取y坐標最小的一點H,當作基點。如果存在多個點的y坐標都為最小值,則選取x坐標最小的一點。坐標相同的點應排除。然後按照其它各點p和基點構成的向量<H,p>;與x軸的夾角進行排序,夾角由大至小進行順時針掃描,反之則進行逆時針掃描。實現中無需求得夾角,只需根據向量的內積公式求出向量的模即可。以下圖為例,基點為H,根據夾角由小至大排序後依次為H,K,C,D,L,F,G,E,I,B,A,J。下面進行逆時針掃描。 ⒉ 線段<H,K>;一定在凸包上,接著加入C。假設線段<K,C>;也在凸包上,因為就H,K,C三點而言,它們的凸包就是由此三點所組成。但是接下來加入D時會發現,線段<K,D>;才會在凸包上,所以將線段<K,C>;排除,C點不可能是凸包。 ⒊ 即當加入一點時,必須考慮到前面的線段是否會出現在凸包上。從基點開始,凸包上每條相臨的線段的旋轉方向應該一致,並與掃描的方向相反。如果發現新加的點使得新線段與上線段的旋轉方向發生變化,則可判定上一點必然不在凸包上。實現時可用向量叉積進行判斷,設新加入的點為pn + 1,上一點為pn,再上一點為pn - 1。順時針掃描時,如果向量<pn - 1,pn>;與<pn,pn + 1>;的叉積為正(逆時針掃描判斷是否為負),則將上一點刪除。刪除過程需要回溯,將之前所有叉積符號相反的點都刪除,然後將新點加入凸包。 在上圖中,加入K點時,由於線段<H,K>;相對於<H,C>;為順時針旋轉,所以C點不在凸包上,應該刪除,保留K點。接著加入D點,由於線段<K,D>;相對<H,K>;為逆時針旋轉,故D點保留。按照上述步驟進行掃描,直到點集中所有的點都遍例完成,即得到凸包。 復雜度 這個演算法可以直接在原數據上進行運算,因此空間復雜度為O⑴。但如果將凸包的結果存儲到另一數組中,則可能在代碼級別進行優化。由於在掃描凸包前要進行排序,因此時間復雜度至少為快速排序的O(nlgn)。後面的掃描過程復雜度為O(n),因此整個演算法的復雜度為O(nlgn)。 ⒉1凸包最常用的凸包演算法是Graham掃描法和Jarvis步進法。 對於一個有三個或以上點的點集Q,過程如下: 計算點集最右邊的點為凸包的頂點的起點,如上圖的P3點。 Do For i = 0 To 總頂點數 計算有向向量P3->Pi If 其餘頂點全部在有向向量P3->Pi的左側或右側,則Pi點為凸包的下一頂點 Pi點加入凸包列表 GoTo 1 End If Next Exit Do 1: Loop 此過程執行後,點按極角自動順時針或逆時針排序,只需要按任意兩點的次序就可以了。而左側或右側的判斷可以用前述的矢量點積性質實現。
特殊演算法
⒉2求凸包有很多方法,不過最適合OIer和ACMer的估計還是Graham's Scan這個方法了。它的大致方法是這樣的:首先,找到所有點中最左邊的(y坐標最小的),如果y坐標相同,找x坐標最小的;以這個點為基準求所有點的極角(atan2(y-y0,x-x0)),並按照極角對這些點排序,前述基準點在最前面,設這些點為P[0]..P[n-1];建立一個棧,初始時P[0]、P[1]、P[2]進棧,對於P[3..n-1]的每個點,若棧頂的兩個點與它不構成「向左轉」的關系,則將棧頂的點出棧,直至沒有點需要出棧以後將當前點進棧;所有點處理完之後棧中保存的點就是凸包了。 如何判斷A、B、C構成的關系不是向左轉呢?如果b-a與c-a的叉乘小於0就不是。a與b的叉乘就是a.x*b.y-a.y*b.x。 上面的這個Graham的實現比我原來按照USACO里的課文寫得簡單多了,主要是它通過簡單的預處理保證了P[0]、P[1]以及P[n-1]肯定是凸包里的點,這樣就可以避免在凸包「繞回來」的時候繁雜的處理。
中心法
先構造一個中心點,然後將它與各點連接起來,按斜率遞增的方法,求出凸包上部;再按斜率遞減的方法,求出凸包下部。
水平法
從最左邊的點開始,按斜率遞增的方法,求出凸包上部;再按斜率遞減的方法,求出凸包下部。水平法較中心法減少了斜率無限大的可能,減少了代碼的復雜度。編輯本段代碼例代碼一
(在編輯器中將"_ "(下劃線+空格)替換成兩個空格即可編譯; 注意要去掉開通的雙位元組中文空格,蛋疼的網路。)

『肆』 試探索出凸N邊的三角形外角和計算公式

因為:

N邊形的內角與外角的總和:N×180度

N邊形的內角和:(N-2)×180度

所以:

N邊形的外角和為:(N×180度)-(N-2)×180度

『伍』 凸邊形內角和

一、方法1、用數學歸納法,三角形內角和為180度,假定n的時候成立,有內角和為(n-2 -1 )×180;那麼當為n+1邊形的時候,總是可以通過連接其相隔1個點的2個點,把它轉化為n邊形+1個三角形,這時候其內角和為(n-2 -1 )×180 + 180 = (n-2)×180
方法2、用連線拆分法,通過頂點連線,把凸n邊形可以拆分成互補重疊的n-2個三角形,而每個三角形內角和為180度,所以凸n邊形內角和為(n-2)×180度
二、凸n邊形 外角和 = n個頂點的外角之和 = n*360度 - 凸n邊形內角和 = 360度
三、同上,自己推導下.

『陸』 什麼是凸n邊形啊

1、作n邊形任何一條邊的延長線,如果n邊形都位於延長線的一側,這個n邊形就是凸n邊形;
2、任何一個內角都小於180度的n邊形;
3、所有對角線都位於多邊形內的n邊形。

以上三條是從不同角度來說明凸n邊形的特點,滿足任何一條均可(實際上只要滿足一條,那同時也就滿足另兩條了)。

『柒』 試探索出凸N邊形的外角和計算公式

可敬的「695206511」:
(1)凸N邊形的外角和為360度.(三角形、四邊形、十邊形……的外角和都是360度).
(2)凸N邊形的內角和為(N-2)×180度.讀幾年級了,這道題老師講過嗎,祝身體健康,再見.

『捌』 什麼圖形叫做凸多邊行,它有哪些特點,如何求一個凸多邊形的總的對角線

凸多邊形:每個內角都是銳角或鈍角,也就是沒有大於180°的優角的多邊形。

一個凸n邊形的總的對角線條數=n(n-3)/2

『玖』 什麼是凸n邊形,請給出詳細描述!

把一個多邊形的任意一條邊延長,多邊形的其他邊都在這條邊所在直線的同側,這樣的多邊形叫凸多邊形

『拾』 試探索出凸N邊形的外角和計算公式

可敬的「695206511」:您好。
(1)凸N邊形的外角和為360度。(三角形、四邊形、十邊形……的外角和都是360度)。
(2)凸N邊形的內角和為(N-2)×180度。讀幾年級了,這道題老師講過嗎,祝身體健康,學習進步,生活愉快,再見。

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