HDU1007 Quoit Design

题目地址：http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1007

具体算法分析见：最接近点对问题

版本一：

#include <iostream>
#include<cmath>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
using namespace std;
const int N = 100005;
const double MAX = 10e100;
const double eps = 0.00001;
typedef struct TYPE
{
    double x, y;
    int index;
} Point;
Point a[N], b[N], c[N];
double closest(Point *, Point *, Point *, int, int);
double dis(Point, Point);
int cmp_x(const void *, const void*);
int cmp_y(const void *, const void*);
int merge(Point *, Point *, int, int, int);
inline double min(double, double);

int main()
{
    int n, i;
    double d;
    scanf("%d", &n);
    while (n)
    {
        for (i = 0; i < n; i++)
            scanf("%lf%lf", &(a[i].x), &(a[i].y));
        qsort(a, n, sizeof(a[0]), cmp_x);
        for (i = 0; i < n; i++)
            a[i].index = i;
        memcpy(b, a, n *sizeof(a[0]));
        qsort(b, n, sizeof(b[0]), cmp_y);
        d = closest(a, b, c, 0, n - 1);
        printf("%.2lf\n", d/2);
        scanf("%d", &n);
    }
    return 0;
}

double closest(Point a[], Point b[], Point c[], int p, int q)
{
    if (q - p == 1)
        return dis(a[p], a[q]);
    if (q - p == 2)
    {
        double x1 = dis(a[p], a[q]);
        double x2 = dis(a[p + 1], a[q]);
        double x3 = dis(a[p], a[p + 1]);
        if (x1 < x2 && x1 < x3)
            return x1;
        else if (x2 < x3)
            return x2;
        else
            return x3;
    }
    int m = (p + q) / 2;
    int i, j, k;
    double d1, d2;
    for (i = p, j = p, k = m + 1; i <= q; i++)
        if (b[i].index <= m)
            c[j++] = b[i];
    //数组c左半部保存划分后左部的点, 且对y是有序的.
    else
        c[k++] = b[i];
    d1 = closest(a, c, b, p, m);
    d2 = closest(a, c, b, m + 1, q);
    double dm = min(d1, d2);
    merge(b, c, p, m, q); //数组c左右部分分别是对y坐标有序的, 将其合并到b.
    for (i = p, k = p; i <= q; i++)
        if (fabs(b[i].x - b[m].x) < dm)
            c[k++] = b[i];
    //找出离划分基准左右不超过dm的部分, 且仍然对y坐标有序.
    for (i = p; i < k; i++)
    for (j = i + 1; j < k && c[j].y - c[i].y < dm; j++)
    {
        double temp = dis(c[i], c[j]);
        if (temp < dm)
            dm = temp;
    }
    return dm;
}

double dis(Point p, Point q)
{
    double x1 = p.x - q.x, y1 = p.y - q.y;
    return sqrt(x1 *x1 + y1 * y1);
}

int merge(Point p[], Point q[], int s, int m, int t)
{
    int i, j, k;
    for (i = s, j = m + 1, k = s; i <= m && j <= t;)
    {
        if (q[i].y > q[j].y)
            p[k++] = q[j], j++;
        else
            p[k++] = q[i], i++;
    }
    while (i <= m)
        p[k++] = q[i++];
    while (j <= t)
        p[k++] = q[j++];
    memcpy(q + s, p + s, (t - s + 1) *sizeof(p[0]));
    return 0;
}

int cmp_x(const void *p, const void *q)
{
    double temp = ((Point*)p)->x - ((Point*)q)->x;
    if (temp > 0)
        return 1;
    else if (fabs(temp) < eps)
        return 0;
    else
        return  - 1;
}

int cmp_y(const void *p, const void *q)
{
    double temp = ((Point*)p)->y - ((Point*)q)->y;
    if (temp > 0)
        return 1;
    else if (fabs(temp) < eps)
        return 0;
    else
        return  - 1;
}

inline double min(double p, double q)
{
    return (p > q) ? (q): (p);
}

版本二：（使用STL，未能AC掉,还得继续测试。。。）

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iomanip>
using namespace std;

const double eps = 0.00001;

class point
{
public:
    point(double x1=0.0f,double y1=0.0f,int id=0):x(x1),y(y1),id(id)
    {
    }
    ~point()
    {
    }
    double getX()const
    {
        return x;
    }
    double getY()const
    {
        return y;
    }
    void setID(int t)
    {
        id = t;
    }
    double getID()const
    {
        return id;
    }
    double Distance(const point& rhs)
    {//计算与另外一个点之间的距离
        double dx = (x-rhs.x);
        double dy = (y-rhs.y);
        return sqrt(dx*dx+dy*dy);
    }
    friend ostream& operator << (ostream& out,const point& rhs)
    {
        out<<rhs.x<<" "<<rhs.y<<" id is:"<<rhs.id<<endl;
        return out;
    }
    bool operator < (const point& rhs)
    {
        return x<rhs.x;
    }
    point& operator = (const point& rhs)
    {
        x = rhs.x;
        y = rhs.y;
        id = rhs.id;
        return *this;
    }
private:
    double x;
    double y;
    int id;//点的编号
};

bool cmp_onY(const point& p,const point& q)
{
    return p.getY()<q.getY();
}

double min(const double& a,const double &b)
{
    return a<b?a:b;
}
void printVector(vector<point>& v)
{
    vector<point>::iterator iter;
    for(iter = v.begin();iter!=v.end();++iter)
    {
        cout<<*iter<<endl;
    }
}
int merge(vector<point>& a,vector<point>& b,int begin,int mid,int end)
{//合并
    int i, j, k;
    for (i = begin, j = mid + 1, k = begin; i <= mid && j <= end;)
    {
        if (b[i].getY() > b[j].getY())
            a[k++] = b[j], j++;
        else
            a[k++] = b[i], i++;
    }
    while (i <= mid)
        a[k++] = b[i++];
    while (j <= end)
        a[k++] = b[j++];
    vector<point>::iterator iter = a.begin();
    copy(iter+begin,iter+(end-begin+1),b.begin());
    return 0; 
}
double Closest(vector<point>& a,vector<point>& b,vector<point>& c,int begin,int last)
{
    int len = last-begin;
    if(len==1)
    {//只有两个了
        return a[begin].Distance(a[last]);
    }
    if(len==2)
    {//还有三个
        double t1 = a[begin].Distance(a[last]);
        double t2 = a[begin].Distance(a[begin+1]);
        double t3 = a[begin+1].Distance(a[last]);
        if(t1<t2 && t1<t3)
            return t1;
        else if(t2<t3)
            return t2;
        else
            return t3;
    }
    int mid = (begin+last)/2;//分割点
    int i,j,k;
    double d1,d2;
    for(i = begin,j = begin,k = mid+1;i<=last;++i)
    {
        if(b[i].getID()<=mid)
            c[j++] = b[i];
        else
            c[k++] = b[i];
    }
    d1 = Closest(a,c,b,begin,mid);
    d2 = Closest(a,c,b,mid+1,last);
    double dm = min(d1,d2);
    merge(b,c,begin,mid,last);
    for(i=begin,k=begin;i<=last;++i)
        if(fabs(b[i].getX()-b[mid].getX()) < dm)
            c[k++] = b[i];
    for(i=begin;i<k;++i)
        for(j = i+1;j<k&&(c[j].getY()-c[i].getY()<dm);j++)
        {
            double temp = c[i].Distance(c[j]);
            if(temp<dm)
                dm = temp;
        }
    return dm;
}
int main()
{
    int nPoints,i;
    double x1,y1,result=0.0f;
    vector<point> v1,v2,v3;
    while(cin>>nPoints&&nPoints!=0)
    {
        for(i=0;i<nPoints;++i)
        {
            cin>>x1>>y1;
            point tmp(x1,y1);
            v1.push_back(tmp);
        }
        v3 = v1;
        sort(v1.begin(),v1.end());
        for(i=0;i<nPoints;++i)
        {
            v1[i].setID(i);
        }
        v2 = v1;
        sort(v2.begin(),v2.end(),cmp_onY);
        result = Closest(v1,v2,v3,0,nPoints-1);
        cout<<setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(2);
        cout<<result/2<<endl;
        v1.erase(v1.begin(),v1.end());  
        v2.erase(v2.begin(),v2.end()); 
        v3.erase(v3.begin(),v3.end()); 
    }
    return 0;
}