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计算几何中的扫描(sweeping)算法(转自百度)

计算几何中的扫描(sweeping)算法(转自百度)

要解决的问题是判断一大堆线段中是否存在一对线段相交。

个人感觉计算几何的扫描算法算是属于解题思想上的东西,类似常规问题的搜索,是遍历处理对象的一种方法。

算法的思想是安照某种方式组织要被处理的对象,比如点、线段。组织方式通常就是从上到下、从左到右等。具体的办法是假想一条扫描线,并按某个方向(如X坐标的从小到大)依次移动它,在移动的每一步里执行自己的处理语句。


扫描算法所要维护的两个数据结构:

a. 事件点序列。也就是移动的每一步的“步”。

b. 扫描线状态。在每一步中,处于扫描线上的对象。


但是具体到本问题,实现细节上用到了红黑树存扫描线状态(一个全序T),红黑树没看过,不懂。关键是:

取所有线段的所有端点为事件点,按从左到右一级、从下到上二级排序,即为事件点序列。

在每一点上,判断当前点P:如果为某线段s的左端点,则取扫描线上位于s前面(ABOVE)的线段s1s做相交判断,若相交,over;再取扫描线上s位于后面(BELOW)的线段s2s做相交判断,同上。都不行的话插入s到扫描线状态中。如果P为某个s的右端点,仍取s1s2,判断s1s2是否相交,是的话over,否则从扫描线中删除s

本质上讲,就是依次判断所有可能相交的线段是否相交。但关键就是这个判断次序、遍历方式。

为什么用红黑树?因为这里所涉及的操作,插入、删除、ABOVEBELOW操作用红黑树的话都是logn的。

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