优化计算

whycxzp

2025-04-16 5a268052c557cd20f2529066f34dc5e92e45a706

 src/main/java/com/whyc/util/PointUtil.java

@@ -4,78 +4,89 @@

public class PointUtil {
    public static void main(String[] args) {
        double a1 = 1, b1 = 2;
        double a2 = 3, b2 = 4;
        double x0 = 9, y0 = 9;
        Point p1 = new Point(1, 2);
        Point p2 = new Point(3, 4);
        Point p0 = new Point(9, 9);
        int[] x = {0, 8, 8, 0}; // 四边形顶点x坐标
        int[] y = {0, 0, 8, 8}; // 四边形顶点y坐标
        int px = 9, py = 9; // 待检测点坐标

        Point p = findIntersection2(p1, p2, p0);
        System.out.println(p);

        double[] p3 = findIntersection(a1, b1, a2, b2, x0, y0);
        System.out.println("Intersection Point P3: (" + p3[0] + ", " + p3[1] + ")");

        String position = determinePosition(a1, b1, a2, b2, x0, y0);
        System.out.println("Point P is on the " + position + " of the line P1P2.");
    }

    public static double[] findIntersection(double a1, double b1, double a2, double b2, double x0, double y0) {
        // 检查 p1p2 是否为垂直线
        if (a2 == a1) {
            return new double[]{a1, y0};
        }

        // 检查 p1p2 是否为水平线
        if (b2 == b1) {
            return new double[]{x0, b1};
        }
        double m = (b2 - b1) / (a2 - a1);
        double mPerpendicular = (a1 - a2) / (b2 - b1);

        double x = ((b1 - m * a1) - (y0 - mPerpendicular * x0)) / (mPerpendicular - m);
        double y = m * x + (b1 - m * a1);

        return new double[]{x, y};
    }

    public static Point findIntersection2(Point p1, Point p2, Point p0) {
        // 检查 p1p2 是否为垂直线
        int a1 = p1.getX();
        int b1 = p1.getY();

        int a2 = p2.getX();
        int b2 = p2.getY();

        int x0 = p0.getX();
        int y0 = p0.getY();

        if (a2 == a1) {
            return new Point(a1, y0);
        }

        // 检查 p1p2 是否为水平线
        if (b2 == b1) {
            return new Point(x0, b1);
        }
        double m = (b2 - b1) / (a2 - a1);
        double mPerpendicular = (a1 - a2) / (b2 - b1);

        double x = ((b1 - m * a1) - (y0 - mPerpendicular * x0)) / (mPerpendicular - m);
        double y = m * x + (b1 - m * a1);

        return new Point((int) x, (int) y);
    }
    public static String determinePosition(double a1, double b1, double a2, double b2, double x0, double y0) {
        double cross = (a2 - a1) * (y0 - b1) - (x0 - a1) * (b2 - b1);
        if (cross > 0) {
            return "left";
        } else if (cross < 0) {
            return "right";
        if (isPointInQuadrilateral(px, py, x, y)) {
            System.out.println("点在四边形内或边上");
        } else {
            return "line";
            System.out.println("点在四边形外");
        }
    }

    /**
     * 判断点是否在四边形内或边上
     * @param px 待测点的x
     * @param py 待测点的y
     * @param x 四个点的x数组 四个点必须是顺时针顺序,从左下角开始顺时针
     * @param y 四个点的y数组
     * @return
     */
    public static boolean isPointInQuadrilateral(int px, int py, int[] x, int[] y) {
        int n = 4; // 四边形的边数

        // 检查点是否在顶点上
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (px == x[i] && py == y[i]) {
                return true;
            }
        }

        // 检查点是否在边上
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int j = (i + 1) % n;
            if (isPointOnSegment(px, py, x[i], y[i], x[j], y[j])) {
                return true;
            }
        }

        // 使用射线法判断点是否在凸四边形内
        int intersections = 0;

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int j = (i + 1) % n;
            if (rayIntersectsSegment(px, py, x[i], y[i], x[j], y[j])) {
                intersections++;
            }
        }

        return intersections % 2 != 0;
    }

    private static boolean isPointOnSegment(int px, int py, int x1, int y1, int x2, int y2) {
        // 检查点是否在x1, y1 和 x2, y2 形成的线段上
        if (px < Math.min(x1, x2) || px > Math.max(x1, x2) || py < Math.min(y1, y2) || py > Math.max(y1, y2)) {
            return false;
        }

        // 向量叉积
        int crossProduct = (px - x1) * (y2 - y1) - (py - y1) * (x2 - x1);

        // 向量点积
        int dotProduct1 = (px - x1) * (x2 - x1) + (py - y1) * (y2 - y1);
        int dotProduct2 = (px - x2) * (x1 - x2) + (py - y2) * (y1 - y2);

        return crossProduct == 0 && dotProduct1 >= 0 && dotProduct2 >= 0;
    }

    private static boolean rayIntersectsSegment(int px, int py, int x1, int y1, int x2, int y2) {
        // 确保 y1 <= y2
        if (y1 > y2) {
            return rayIntersectsSegment(px, py, x2, y2, x1, y1);
        }

        // 射线不与线段平行且点在y范围内
        if (py > y1 && py <= y2) {
            // 计算交点x坐标
            //double xIntersection = (double) (px - x1) * (y2 - y1) / (double) (py - y1) + x1;
            double xIntersection = x1 + (double) (py - y1) * (x2 - x1) / (y2 - y1);

            // 射线从左到右，且交点在点的右侧
            return xIntersection >= px;
        }

        return false;
    }
}