來源：

天極網

作者：

若水

2008-05-15/01:29

本文是采用射線法判斷點是否在多邊形內的C語言程序。多年前，我自己實現了這樣一個算法。但是隨著時間的推移，我決定重寫這個代碼。參考周培德的《計算幾何》一書，結合我的實踐和經驗，我相信，在這個算法的實現上，這是你迄今為止遇到的最優的代碼。

這是個C語言的小算法的實現程序，本來不想放到這里。可是，當我自己要實現這樣一個算法的時候，想在網上找個現成的，考察下來竟然一個符合需要的也沒有。我對自己大學讀書時寫的代碼沒有信心，所以，決定重新寫一個，并把它放到這里，以饗讀者。也增加一下BLOG的點擊量。

首先定義點結構如下：

以下是引用片段：

/*?Vertex?structure?*/

typedef?struct

{

double?x,?y;

}?vertex_t;

本算法里所指的多邊形，是指由一系列點序列組成的封閉簡單多邊形。它的首尾點可以是或不是同一個點(不強制要求首尾點是同一個點)。這樣的多邊形可以是任意形狀的，包括多條邊在一條絕對直線上。因此，定義多邊形結構如下：

以下是引用片段：

/*?Vertex?list?structure?–?polygon?*/

typedef?struct

{

int?num_vertices;?/*?Number?of?vertices?in?list?*/

vertex_t?*vertex;?/*?Vertex?array?pointer?*/

}?vertexlist_t;

為加快判別速度，首先計算多邊形的外包矩形(rect_t)，判斷點是否落在外包矩形內，只有滿足落在外包矩形內的條件的點，才進入下一步的計算。為此，引入外包矩形結構rect_t和求點集合的外包矩形內的方法vertices_get_extent，代碼如下：

以下是引用片段：

/*?bounding?rectangle?type?*/

typedef?struct

{

double?min_x,?min_y,?max_x,?max_y;

}?rect_t;

/*?gets?extent?of?vertices?*/

void?vertices_get_extent?(const?vertex_t*?vl,?int?np,?/*?in?vertices?*/

rect_t*?rc?/*?out?extent*/?)

{

int?i;

if?(np?>?0){

rc->min_x?=?rc->max_x?=?vl[0].x;?rc->min_y?=?rc->max_y?=?vl[0].y;

}else{

rc->min_x?=?rc->min_y?=?rc->max_x?=?rc->max_y?=?0;?/*?=0???no?vertices?at?all?*/

}

for(i=1;?i

{

if(vl[i].x?min_x)?rc->min_x?=?vl[i].x;

if(vl[i].y?min_y)?rc->min_y?=?vl[i].y;

if(vl[i].x?>?rc->max_x)?rc->max_x?=?vl[i].x;

if(vl[i].y?>?rc->max_y)?rc->max_y?=?vl[i].y;

}

}

當點滿足落在多邊形外包矩形內的條件，要進一步判斷點(v)是否在多邊形(vl：np)內。本程序采用射線法，由待測試點(v)水平引出一條射線B(v，w)，計算B與vl邊線的交點數目，記為c，根據奇內偶外原則(c為奇數說明v在vl內，否則v不在vl內)判斷點是否在多邊形內。

具體原理就不多說。為計算線段間是否存在交點，引入下面的函數：

(1)is_same判斷2(p、q)個點是(1)否(0)在直線l(l_start，l_end)的同側;

(2)is_intersect用來判斷2條線段(不是直線)s1、s2是(1)否(0)相交;

#p#分頁標題#e#以下是引用片段：

/*?p,?q?is?on?the?same?of?line?l?*/

static?int?is_same(const?vertex_t*?l_start,?const?vertex_t*?l_end,?/*?line?l?*/

const?vertex_t*?p,

const?vertex_t*?q)

{

double?dx?=?l_end->x?-?l_start->x;

double?dy?=?l_end->y?-?l_start->y;

double?dx1=?p->x?-?l_start->x;

double?dy1=?p->y?-?l_start->y;

double?dx2=?q->x?-?l_end->x;

double?dy2=?q->y?-?l_end->y;

return?((dx*dy1-dy*dx1)*(dx*dy2-dy*dx2)?>?0??1?:?0);

}

/*?2?line?segments?(s1,?s2)?are?intersect??*/

static?int?is_intersect(const?vertex_t*?s1_start,?const?vertex_t*?s1_end,

const?vertex_t*?s2_start,?const?vertex_t*?s2_end)

{

return?(is_same(s1_start,?s1_end,?s2_start,?s2_end)==0?&&

is_same(s2_start,?s2_end,?s1_start,?s1_end)==0)??1:?0;

}

下面的函數pt_in_poly就是判斷點(v)是(1)否(0)在多邊形(vl：np)內的程序：

以下是引用片段：

int?pt_in_poly?(?const?vertex_t*?vl,?int?np,?/*?polygon?vl?with?np?vertices?*/

const?vertex_t*?v)

{

int?i,?j,?k1,?k2,?c;

rect_t?rc;

vertex_t?w;

if?(np?

return?0;

vertices_get_extent(vl,?np,?&rc);

if?(v->x?x?>?rc.max_x?||?v->y?y?>?rc.max_y)

return?0;

/*?Set?a?horizontal?beam?l(*v,?w)?from?v?to?the?ultra?right?*/

w.x?=?rc.max_x?+?DBL_EPSILON;

w.y?=?v->y;

c?=?0;?/*?Intersection?points?counter?*/

for(i=0;?i

{

j?=?(i+1)?%?np;

if(is_intersect(vl+i,?vl+j,?v,?&w))

{

c++;

}

else?if(vl[i].y==w.y)

{

k1?=?(np+i-1)%np;

while(k1!=i?&&?vl[k1].y==w.y)

k1?=?(np+k1-1)%np;

k2?=?(i+1)%np;

while(k2!=i?&&?vl[k2].y==w.y)

k2?=?(k2+1)%np;

if(k1?!=?k2?&&?is_same(v,?&w,?vl+k1,?vl+k2)==0)

c++;

if(k2?<=?i)

break;

i?=?k2;

}

}

return?c%2;

}

本想配些插圖說明問題，但是，CSDN的文章里放圖片我還沒用過。以后再試吧!實踐證明，本程序算法的適應性極強。但是，對于點正好落在多邊形邊上的極端情形，有可能得出2種不同的結果。

《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c语言实现点在多边形内部,C语言中实现 点在多边形内 算法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。