2Dポイントのセットの凸包を見つける


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釘のセットを木製の板に打ち込み、輪ゴムを巻き付けると、包が得られます。

ここに画像の説明を入力してください

あなたの使命は、あなたがそれを受け入れることに決めたなら、2Dポイントの与えられたセットの凸包を見つけることです。


いくつかのルール:

  • 関数として記述し、ポイントのリスト座標(任意の形式)が引数です
  • 出力は、任意の位置から開始して、時計回りまたは反時計回りにリストされた凸包内のポイントのリストである必要があります
  • 出力リストは、各ポイントの座標が明確に区別できる合理的な形式にすることができます。(たとえば、1次元のリストではありません{0.1、1.3、4、...})
  • 凸包のセグメント内の3つ以上のポイントが整列している場合、出力では2つの極値のみを保持する必要があります。

サンプルデータ:

サンプル0

入力:

{{1, 1}, {2, 2}, {3, 3}, {1, 3}}

出力:

{{3, 3}, {1, 3}, {1, 1}}

Mathematicaグラフィックス (図は単なる例示です)

サンプル1

入力:

{{4.4, 14}, {6.7, 15.25}, {6.9, 12.8}, {2.1, 11.1}, {9.5, 14.9}, 
 {13.2, 11.9}, {10.3, 12.3}, {6.8, 9.5}, {3.3, 7.7}, {0.6, 5.1}, {5.3, 2.4}, 
 {8.45, 4.7}, {11.5, 9.6}, {13.8, 7.3}, {12.9, 3.1}, {11, 1.1}}

出力:

{{13.8, 7.3}, {13.2, 11.9}, {9.5, 14.9}, {6.7, 15.25}, {4.4, 14}, 
 {2.1, 11.1}, {0.6, 5.1}, {5.3, 2.4}, {11, 1.1}, {12.9, 3.1}}

Mathematicaグラフィックス

サンプル2

入力:

{{1, 0}, {1, 1}, {1, -1}, {0.68957, 0.283647}, {0.909487, 0.644276}, 
 {0.0361877, 0.803816}, {0.583004, 0.91555}, {-0.748169, 0.210483}, 
 {-0.553528, -0.967036}, {0.316709, -0.153861}, {-0.79267, 0.585945},
 {-0.700164, -0.750994}, {0.452273, -0.604434}, {-0.79134, -0.249902}, 
 {-0.594918, -0.397574}, {-0.547371, -0.434041}, {0.958132, -0.499614}, 
 {0.039941, 0.0990732}, {-0.891471, -0.464943}, {0.513187, -0.457062}, 
 {-0.930053, 0.60341}, {0.656995, 0.854205}}

出力:

{{1, -1}, {1, 1}, {0.583004, 0.91555}, {0.0361877, 0.803816}, 
 {-0.930053, 0.60341}, {-0.891471, -0.464943}, {-0.700164, -0.750994}, 
 {-0.553528, -0.967036}}

Mathematicaグラフィックス

標準のコードゴルフ規則が適用されます。特別なジオメトリライブラリはありません。より短いコードが優先されます。

編集1

ここでは、MatLabMathematicaのような、凸包ファインダーの事前にプログラムされたルーチンではなく、アルゴリズム的な答えを探しています。

編集2

コメントと追加情報への回答:

  1. 入力リストにあなたに合った最小数のポイントが含まれていると仮定できます。ただし、整列(サブセット)の適切な処理を確保する必要があります。
  2. 入力リストに繰り返しポイントが見つかる場合があります
  3. ポイントの最大数は、使用可能なメモリによってのみ制限される必要があります
  4. 「浮動小数点」について:サンプルで指定されているように、10進座標を持つ入力リストを処理できる必要があります。浮動小数点表現を使用してそれを行うことができます


2
MATLABがこれに勝つと予測しています。
ポールR

少なくとも3つのポイントがあると仮定できますか?ポイントが異なると仮定できますか?浮動小数点座標をサポートする必要がありますか?
ピーターテイラー

@PeterTaylorの例は、最後の答えが正しいことを示しています
ジョンドヴォルザーク

入力を上書きできますか?
ジョンドヴォルザーク

共線点を一貫して処理する際の問題は、丸めの問題があることです。私たちは間違いを犯すことを許されるべきです。
ジョンドヴォルザーク

回答:


2

ルビー、168文字

C=->q{r=[]
f=m=q.sort[0]
t=-0.5
(_,_,t,*f=q.map{|x,y|a=x-f[0]
b=y-f[1]
[0==(d=a*a+b*b)?9:(-t+e=Math.atan2(b,a)/Math::PI)%2,-d,e,x,y]}.sort[0]
r<<=f)while
!r[1]||f!=m
r}

このルビーコードは、ギフト包装アルゴリズムも使用します。この関数Cはポイントの配列を受け入れ、凸包を配列として返します。

例:

>p C[[[4.4, 14], [6.7, 15.25], [6.9, 12.8], [2.1, 11.1], [9.5, 14.9], 
     [13.2, 11.9], [10.3, 12.3], [6.8, 9.5], [3.3, 7.7], [0.6, 5.1], [5.3, 2.4], 
     [8.45, 4.7], [11.5, 9.6], [13.8, 7.3], [12.9, 3.1], [11, 1.1]]]

[[5.3, 2.4], [11, 1.1], [12.9, 3.1], [13.8, 7.3], [13.2, 11.9], [9.5, 14.9], [6.7, 15.25], [4.4, 14], [2.1, 11.1], [0.6, 5.1]]

2

Mathematica 151

まだ進行中

f = For[t = Sort@#; n = 1; l = Pi; a = ArcTan; c@1 = t[[1]],
       n < 2 || c@n != c@1, 
       n++,
      (l = a @@ (# - c@n); c[n + 1] = #) & @@
      t[[Ordering[Mod[a@## - l, 2 Pi] & @@ (#2 - #1) & @@@ Tuples@{{c@n}, t}, 1]]]] &

テスト:

ClearAll[a, c, t];
s = {{1, 0}, {0.68957, 0.283647}, {0.909487, 0.644276}, {0.0361877, 0.803816}, 
     {0.583004, 0.91555}, {-0.748169, 0.210483}, {-0.553528, -0.967036}, 
     {0.316709, -0.153861}, {-0.79267, 0.585945}, {-0.700164, -0.750994}, 
     {0.452273, -0.604434}, {-0.79134, -0.249902}, {-0.594918, -0.397574}, 
     {-0.547371, -0.434041}, {0.958132, -0.499614}, {0.039941, 0.0990732}, 
     {-0.891471, -0.464943}, {0.513187, -0.457062}, {-0.930053, 0.60341}, 
     {0.656995, 0.854205}};
f@s
Show[Graphics@Line@Table[c@i, {i, n}], 
     ListPlot[{t, Table[c@i, {i, n}]}, 
     PlotStyle -> {PointSize[Medium], PointSize[Large]}, 
     PlotRange -> All]]

ここに画像の説明を入力してください


1

CoffeeScript、276:

f=($)->z=$[0];e.r=Math.atan2(e.x-z.x,e.y-z.y)for e in $;$.sort((x,y)->(x.r>y.r)-(x.r<y.r));(loop(a=$[i-1]||$[$.length-1];b=$[i];c=$[i+1]||$[0];break if!b;s=(b.x-a.x)*(c.y-b.y)-(b.y-a.y)*(c.x-b.x);break if s<0||!s&&(a.x-b.x)*(b.x-c.x)<0;$.splice i,1))for i in [$.length-1..0];$

関数にアクセスする必要がない場合は、削除f=して、さらに2文字を削除します。

入出力はポイントの単一配列であり、各ポイントはx,yプロパティによって定義されます。入力配列が変更され、返されます(後者が不要な場合は、最後の2文字を削除します)。

説明は後で追加される場合があります。

テストスイート(oldIEでは動作しません):

alert JSON.stringify f({x:e[0], y:e[1]} for e in JSON.parse "
{{1, 1}, {2, 2}, ...}
".replace(/{/g,"[").replace(/}/g,"]"))

推奨されるテスト環境:http : //coffeescript.org/


私はそれを試み{{1, 1}, {2, 2}, {3, 3}, {1, 3}}、それが返され[{"x" : 1, "y" : 1, "r" : 0}, {"x" : 1, "y" : 3, "r" : 0}, "x" : 2, "y" : 2, "r" : 0.78..}]、私は、正しい答えはいくつかの順列だと思いながら{{3, 3}, {1, 3}, {1, 1}}
博士ベリサリウス

@belisariusの問題で、最初のポイントと同一線上にあるポイントが間違った船体を修正することがある
ジョンドヴォルザーク

@belisariusは、これをテストケースとして質問に追加してください。
ジョン・ドヴォルザーク

今は正常に動作しているようです:)
ベリサリウス博士13年

1

Python、209 205 195

from math import*
s=lambda(a,b),(c,d):atan2(d-b,c-a)
def h(l):
 r,t,p=[],pi/2,min(l)
 while 1:
    q=min(set(l)-{p},key=lambda q:(s(p,q)-t)%(2*pi));m=s(p,q);r+=[p]*(m!=t);p=q;t=m
    if p in r:return r

ギフト包装アルゴリズムを使用します。結果は左端のポイントから始まり、反時計回りに折り返されます。

例:h([(1, 1), (2, 2), (3, 3), (1, 3)])戻り値[(1, 3), (1, 1), (3, 3)]


print出力を取得する必要はありませんか?
ベリサリウス博士13年

「出力」とは、関数の出力を意味すると考えました。関数に結果を返さずに表示させますか?
cardboard_box

要求the output list can be in any reasonable formatは十分に明確だと思いました。明示的に述べる必要があると思いますか?
ベリサリウス博士13年

浮動小数点が使用されている場合、出力ポイントは常に入力ポイントと一致するとは限りません。たとえば、h([(0, 1), (0,1), (0.1 , 1)])私に与えます[(0, 1), (0.10000000000000001, 1)]
ベリサリウス博士13年
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