【题解】A566.三点共线

题目大意,给定在平面直角坐标系中的多个点,判断有多少个三元组 (A,B,C) 满足共线性质。

题目链接:A566.三点共线

大题思路就是暴力所有的三元组,判断三个元素的斜率是否相同即可。其实还有其他方法可以做,我个人感觉用斜率法最简单。

有几点需要注意:

  1. 在计算斜率的时候,如果多个点处于一个与横坐标轴垂直的线上,那么除以 0 的时候会爆RE 需要特判一下。

  2. 存储的时候需要使用 double 类型。

  3. 在选取三元组的时候,需要保证不重复不遗漏。不会出现一个点被多次选中,相同的组合被多次计算的情况。

  4. 斜率法

    对于三个点 (x1,y1), (x2,y2), 和 (x3,y3),计算任意两点之间的斜率。如果这三个斜率相等,则这三个点共线。但是要注意的是,当两个点的 x 坐标相等时,斜率会无穷大,因此在实际计算中需要特别处理这种情况。

    dydx=y2y1x2x1

#include <iostream>
using namespace std;

struct point{
    int x;
    int y;
} arr[105]; 
int n, cnt = 0;

int main(){
	cin >> n;
    for (int i=1; i<=n; i++)
        cin >> arr[i].x >> arr[i].y;
    
    for (int i=1; i<=n; i++){
        for (int j=i+1; j<=n; j++){
            for (int k=j+1; k<=n; k++){
                int x1 = arr[i].x; int x2 = arr[j].x; int x3 = arr[k].x;
                int y1 = arr[i].y; int y2 = arr[j].y; int y3 = arr[k].y;
				if (x1 - x2 == 0 && x3 - x2 == 0){
                    cnt++;
                    continue;
                }
                if (x1 - x2 == 0 || x3 - x2 == 0) 
                    continue;
                double s1 = 1.0 * (y2 - y1) / (x2 - x1);
                double s2 = 1.0 * (y3 - y2) / (x3 - x2);
                if (s1 == s2) cnt++;
            }
        }
    }
    cout << cnt << endl;
    return 0;
}
  1. 向量法

    设想将三个点看作向量,即 P1P2P1P3。如果这两个向量是平行的,则三个点共线。你可以通过计算这两个向量的叉积来验证它们是否平行。如果叉积为零,则两个向量平行,即三个点共线。

    Cross Product=P1P2×P1P3=(x2x1)(y3y1)(y2y1)(x3x1)

#include <iostream>
using namespace std;

struct point{
    int x;
    int y;
} arr[105]; 
int n, cnt;

int main(){
	cin >> n;
    for (int i=1; i<=n; i++)
        cin >> arr[i].x >> arr[i].y;
    
    for (int i=1; i<=n; i++){
        for (int j=i+1; j<=n; j++){
            for (int k=j+1; k<=n; k++){
                int x1 = arr[i].x; int x2 = arr[j].x; int x3 = arr[k].x; 
                int y1 = arr[i].y; int y2 = arr[j].y; int y3 = arr[k].y;
				if ((x2 - x1) * (y3 - y1) - (y2 - y1) * (x3 - x1) == 0) 
					cnt++;
            }
        }
    }
    cout << cnt << endl;
    return 0;
}
  1. 行列式法

    将三个点的坐标表示成矩阵形式,然后计算这个矩阵的行列式。如果行列式的值为零,则表示这三个点共线。有关行列式的计算可以自行在搜索引擎上搜索。

    Determinant=|x1y11x2y21x3y31|=0

#include <iostream>
using namespace std;

struct point{
    int x;
    int y;
} arr[105]; 
int n, cnt;

int main(){
	cin >> n;
    for (int i=1; i<=n; i++)
        cin >> arr[i].x >> arr[i].y;
    
    for (int i=1; i<=n; i++){
        for (int j=i+1; j<=n; j++){
            for (int k=j+1; k<=n; k++){
                double x1 = arr[i].x; double x2 = arr[j].x; double x3 = arr[k].x; 
                double y1 = arr[i].y; double y2 = arr[j].y; double y3 = arr[k].y;
				if (x1 * y2 + y1 * x3 + x2 * y3 - x1 * y3 - y2 * x3 - x2 * y1 == 0)
					cnt++;
            }
        }
    }
    cout << cnt << endl;
    return 0;
}
  1. 面积法

    如果三个点 A(x1,y1), B(x2,y2), 和 C(x3,y3) 共线,则它们构成的三角形的面积为零。

    Sarea=12|x1(y2y3)+x2(y3y1)+x3(y1y2)|

#include <iostream>
using namespace std;

struct point{
    int x;
    int y;
} arr[105]; 
int n, cnt;

int main(){
	cin >> n;
    for (int i=1; i<=n; i++)
        cin >> arr[i].x >> arr[i].y;
    
    for (int i=1; i<=n; i++){
        for (int j=i+1; j<=n; j++){
            for (int k=j+1; k<=n; k++){
                int x1 = arr[i].x; int x2 = arr[j].x; int x3 = arr[k].x; 
                int y1 = arr[i].y; int y2 = arr[j].y; int y3 = arr[k].y;
                if (0.5 * (x1 * (y2 - y3) + x2 * (y3 - y1) + x3*(y1-y2)) == 0)
					cnt++;
            }
        }
    }
    cout << cnt << endl;
    return 0;
}

以上所有代码的时间复杂度为 O(n3),其中 n 是点的数量。但对于本题而言,没有问题不会超时。

posted @   Macw  阅读(54)  评论(0编辑  收藏  举报
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