计算几何--- 求多边形的重心

任意多边形重心

 

   首先,我们从最简单的三角形入手, 三角形的重心就是三条中线的交点,他的位置是((x1 + x2 + x3) / 3 , (y1 + y2 + y3) / 3 ) (假设三角形三个点坐标分别为(x1, y1) ,

(x2, y2), (x3, y3))。 那么, 对于 n 边的凸多边形, 我们总能把它分成不相交的 (n - 2) 个 三角形,并能求出各个重心。下面介绍几种求多边形重心的方法:

    线垂法:

     具体方法是:用细线提起该物体,在该物体上画细线的延长线,再移位用细线提起该物体,在该物体上画细线的延长线,两线的交叉点就是这一物体在这平面上的重心,        其它面同理.适用于实际测量中。


  定理法:(本人自己命名)
    定理1: 由两个图形A,B合并而成的一个图形C,则C的重心必在A的重心与B的重心连接的线段上。(注意,也适用于A B彼此分开,没有公共点的情形)
    定理2: 由两个A,B合并而成的一个图形C,A的重心为点a, B的重心为点b, C的重心为点c, A的面积为Sa, B的面积为Sb,则下面条件成立:
      (1)点c 必在线段 ab 上
      (2) ac * Sa = bc * Sb

  计算几何中:
    三角形的重心: x = (xa+xb+xc)/3,  y = (ya+yb+yc)/3;
    四边形的重心:作一对角线,将它分成两个三角形分别求出重心与面积 (x1,y1) ,s1 ; (x2, y2), s2 则该四边形的重心为: x = (x1*s1+x2*s2)/(s1+s2), y = (y1*s1+y2*s2)/(s1+s2);
    五边形则分为一个三角形与一个四边形……

    任意多边形中直接取任一点(一般为原点)把多边形分为n-2个三角形 分别求重心
      x=∑ si * xi / ∑si
      y=∑ si * yi / ∑si
      si 为每块三角形的有向面积 (就是叉积),叉积求解不懂可看:http://www.cnblogs.com/Duahanlang/archive/2013/05/11/3073434.html  里边有介绍。

附上关键代码:( n 多边形的重心)

 

View Code
 1 // x1~y3 分别为不同三个相邻点的坐标(相邻为了使三角形不重叠)
 2 double x1, y1, x2, y2, x3, y3;     //此处不用数组,只要迭代就可,节省空间
 3 double cx, cy;    //重心坐标
 4 double A;          // 有向面积之和
 5 double vs;        // 各个三角形有向面积
 6 cx = 0, cy = 0, A = 0;
 7 cin >> n;
 8 cin >> x1 >> y1 >> x2 >> y2;
 9 for(i = 2; i < n; ++i) {
10        cin >> x3 >> y3;
11        vs = (x2-x1) * (y3-y1) - (x3-x1) * (y2-y1);     //有向面积
12      A += vs;
13        cx += (x1+x2+x3)*vs, cy += (y1+y2+y3)*vs;
14        x2 = x3, y2 = y3;                                 //此处迭代x2, y2, 固定点x1, y1
15 }
16 cx /= (3.0*A), cy /= (3.0*A);                   // 最后坐标

 

练习: hdoj 1115
  链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1115

 

 

posted @ 2013-05-12 17:30  妮king狼  阅读(1848)  评论(0编辑  收藏  举报