geometri pengiraan golang

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, geometri pengiraan telah mendapat lebih banyak perhatian dalam bidang sains komputer, dan bahasa Go (Golang) juga telah mendapat perhatian meluas daripada pembangun kerana kelajuan larian yang cekap dan sintaks yang mudah dipelajari. Terdapat banyak perpustakaan yang sangat baik di Golang yang boleh melaksanakan fungsi geometri pengiraan, seperti Go-geo, Gonum, dsb. Kemunculan perpustakaan ini telah banyak mengurangkan beban kerja pengaturcara dan menjadikan geometri pengiraan sebagai medan yang lebih mudah untuk dilaksanakan.

Go-geo ialah salah satu pustaka geometri pengiraan yang biasa digunakan di Golang Ia menyediakan banyak algoritma dan struktur data geometri pengiraan biasa, termasuk: badan cembung set titik satah, triangulasi, persilangan separuh satah yang terdekat. pasangan titik, hubungan kedudukan antara titik dan poligon, dsb. Di bawah ini kami akan memperkenalkan fungsi pengiraan geometri dalam Go-geo secara terperinci.

1. Lambung cembung set mata satah

Lambung cembung set mata satah ialah poligon cembung terkecil pada satah yang melampirkan set mata di dalamnya . Go-geo menyediakan pelaksanaan algoritma yang paling biasa: algoritma Graham Scan dan algoritma hull cembung cepat. Algoritma Graham Scan adalah berdasarkan pengisihan sudut kutub, dan kerumitan masanya ialah O(nlogn), manakala algoritma hull cembung cepat adalah berdasarkan idea bahagi dan takluk, dan kerumitan masanya ialah O(nlogh), di mana h ialah bilangan bucu badan cembung .

Dengan memanggil fungsi yang disediakan oleh perpustakaan Go-geo, anda boleh menyelesaikan dengan mudah badan cembung set mata satah. Contohnya, kod berikut:

<code>import (
    "github.com/paulmach/go.geo"
)

func main() {
    // 创建平面点集
    points := []geo.Point{
        geo.Point{X: 0, Y: 0},
        geo.Point{X: 0, Y: 1},
        geo.Point{X: 1, Y: 0},
        geo.Point{X: 1, Y: 1},
    }
    // 求解凸包
    hull := geo.NewConvexHull(points)
    hull.Calculate()
    // 访问凸包的各个顶点
    for _, point := range hull.Points {
        fmt.Println(point)
    }
}</code>

Dalam kod di atas, kita mula-mula mencipta set titik satah yang mengandungi empat titik, kemudian panggil fungsi NewConvexHull untuk mencipta objek badan cembung, dan akhirnya panggil kaedah Kira untuk menyelesaikan badan cembung, Dan akses bucu individu badan cembung dengan mengakses ahli Mata badan cembung.

2. Segitiga

Segitiga ialah proses membahagikan set titik satah kepada beberapa segi tiga tidak bersilang. Dalam bidang geometri pengiraan, triangulasi biasanya digunakan untuk mewakili poligon, cangkerang, mengira sifat lengkung, dsb. Go-geo menyediakan pelaksanaan pelbagai algoritma triangulasi, termasuk algoritma triangulasi Delaunay berdasarkan strategi sisipan dan algoritma triangulasi badan cembung berdasarkan strategi tambahan.

Kod berikut menunjukkan cara melaksanakan triangulasi berdasarkan strategi Delaunay:

<code>import (
    "github.com/paulmach/go.geo"
)

func main() {
    // 创建平面点集
    points := []geo.Point{
        geo.Point{X: 0, Y: 0},
        geo.Point{X: 0, Y: 1},
        geo.Point{X: 1, Y: 0},
        geo.Point{X: 1, Y: 1},
    }
    // 剖分三角形
    triangles := geo.NewDelaunayTriangulation(points)
    triangles.Triangulate()
    // 访问三角形的各个顶点
    for _, triangle := range triangles.Triangles {
        fmt.Println(triangle.V1, triangle.V2, triangle.V3)
    }
}</code>

Dalam kod di atas, kami mula-mula mencipta set titik satah yang mengandungi empat titik, dan kemudian Panggil NewDelaunayTriangulation berfungsi untuk mencipta objek triangulasi, dan akhirnya memanggil kaedah Triangulasi untuk melakukan triangulasi, dan mengakses setiap bucu segi tiga dengan mengakses ahli Vertices segi tiga.

3. Persimpangan separuh satah

Persimpangan separuh satah merujuk kepada persilangan beberapa satah separuh pada satah. Dalam bidang geometri pengiraan, persimpangan separuh satah sering digunakan untuk menyelesaikan masalah liputan maksimum, masalah laluan terpendek, masalah liputan bulatan minimum, dsb. Go-geo menyediakan pelaksanaan algoritma persilangan separuh satah biasa, termasuk: kaedah garisan kernel, persimpangan separuh satah pantas dan persimpangan separuh satah penyongsangan.

Kod berikut menunjukkan cara menggunakan algoritma persilangan separuh satah pantas untuk menyelesaikan persilangan dua kawasan satah:

<code>import (
    "github.com/paulmach/go.geo"
)

func main() {
    // 创建第一个平面区域
    poly1 := geo.NewPolygon()
    poly1.Points = []geo.Point{
        geo.Point{X: 0, Y: 0},
        geo.Point{X: 0, Y: 1},
        geo.Point{X: 1, Y: 1},
        geo.Point{X: 1, Y: 0},
    }
    // 创建第二个平面区域
    poly2 := geo.NewPolygon()
    poly2.Points = []geo.Point{
        geo.Point{X: 0.5, Y: 0.5},
        geo.Point{X: 0.5, Y: 1.5},
        geo.Point{X: 1.5, Y: 1.5},
        geo.Point{X: 1.5, Y: 0.5},
    }
    // 求解两个区域的交集
    overlap, _ := geo.Overlap(poly1, poly2)
    // 访问交集的各个顶点
    for _, point := range overlap.Points {
        fmt.Println(point)
    }
}</code>

Dalam kod di atas, kami mencipta dua satah menggunakan NewPolygon fungsi Kawasan poly1 dan poly2, dan kemudian selesaikan persimpangan kedua-dua wilayah dengan memanggil fungsi Overlap, dan akses bucu individu persimpangan dengan mengakses ahli Titik persimpangan.

4. Pasangan Titik Terdekat

Masalah pasangan mata terdekat merujuk kepada set mata yang diberikan pada satah dan mencari jarak antara dua titik terdekat. Dalam bidang geometri pengiraan, masalah pasangan titik terdekat sering digunakan untuk menyelesaikan masalah anggaran keadaan, masalah perancangan laluan, dsb. Go-geo menyediakan pelaksanaan algoritma pasangan titik terdekat berdasarkan strategi bahagi-dan-takluk, dengan kerumitan masa O(nlogn).

Kod berikut menunjukkan cara menggunakan perpustakaan Go-geo untuk menyelesaikan masalah pasangan titik terdekat pada satah:

<code>import (
    "github.com/paulmach/go.geo"
)

func main() {
    // 创建平面点集
    points := []geo.Point{
        geo.Point{X: 0, Y: 0},
        geo.Point{X: 0, Y: 1},
        geo.Point{X: 1, Y: 0},
        geo.Point{X: 1, Y: 1},
    }
    // 求解最近点对
    d := geo.ClosestPoints(points)
    fmt.Println(d)
}</code>

Dalam kod di atas, kami menggunakan fungsi ClosestPoints untuk menyelesaikan pasangan titik terdekat pada masalah satah dan mengeluarkan keputusan.

5. Hubungan kedudukan antara titik dan poligon

Hubungan kedudukan antara titik dan poligon merujuk kepada menentukan sama ada titik pada satah berada di dalam atau di luar poligon, atau Ia di sempadan. Dalam bidang geometri pengiraan, hubungan kedudukan antara titik dan poligon sering digunakan untuk menyelesaikan masalah persimpangan, masalah pembinaan, masalah sistem maklumat geografi, dll. Go-geo menyediakan pelaksanaan fungsi untuk menilai hubungan kedudukan antara titik dan poligon, yang boleh dipanggil mengikut keperluan.

Kod berikut menunjukkan cara menggunakan perpustakaan Go-geo untuk menentukan sama ada titik berada di dalam poligon:

<code>import (
    "github.com/paulmach/go.geo"
)

func main() {
    // 创建多边形
    poly := geo.NewPolygon()
    poly.Points = []geo.Point{
        geo.Point{X: 0, Y: 0},
        geo.Point{X: 0, Y: 2},
        geo.Point{X: 2, Y: 2},
        geo.Point{X: 2, Y: 0},
    }
    // 判断点是否在多边形内部
    point := geo.Point{X: 1, Y: 1}
    if poly.Contains(point) {
        fmt.Println("Point is inside polygon")
    } else {
        fmt.Println("Point is outside polygon")
    }
}</code>

Dalam kod di atas, kami mencipta poligon yang mengandungi empat titik, dan kemudian Panggil fungsi Mengandungi untuk menentukan sama ada titik berada di dalam poligon.

Kesimpulan

Bahasa Go ialah bahasa pengaturcaraan yang cekap Dengan bantuan perpustakaan geometri pengiraan seperti Go-geo, kami boleh melaksanakan pelbagai algoritma geometri pengiraan yang kompleks dalam bahasa Go. Pada masa hadapan, dengan penyelidikan dan pembangunan algoritma geometri pengiraan yang berterusan, Golang pasti akan menjadi salah satu bahasa pengaturcaraan utama dalam bidang geometri pengiraan.

Atas ialah kandungan terperinci geometri pengiraan golang. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!