C语言判断点面位置关系系统.doc

C语言判断点面位置关系系统一：程序/*此程序适用于任意复杂程度的单连通和复连通多边形区域*/#include#include#define M 36 /*给定多边形边数*/float XM,YM;float x,y,t,s,Ymin,Ymax,C,D,sn=0,sp=0,xp,yp,l;int i,j=0,k=1;char ch2;void input() /*定义输入坐标函数*/printf(Please input points made of area: n);for(i=0;i0)return n;else return (-n);float Min(float m,float n) /*定义求最小值的函数*/if(m=n)return m;elsereturn n;void simplefun() /*定义判断点是否在凸多边形上、内、外函数*/ xp=(X0+X2)/2; /*起点与第三点的中点横坐标*/yp=(Y0+Y2)/2; /*起点与第三点的中点纵坐标*/printf(xp=%ftyp=%fn,xp,yp); for(i=0;iM-1;i+)t=(Xi-xp)*(Yi+1-yp)-(Yi-yp)*(Xi+1-xp)/2; t=func(t); sn=sn+t; if(i=M-2) sn=sn+func(X0-xp)*(YM-1-yp)-(Y0-yp)*(XM-1-xp)/2); /*求出凸多边形的总面积并输出*/ printf(sn=%fn,sn); for(i=0;iXi+1&xXi+1&xXi)|(XiXi&xXi+1)sp=0; /*如果给定点的横坐标在相邻两点横坐标之间， 则给定点与各个相邻顶点依次围成的面积之和sp赋值为0，并跳出循环*/ break;else if(Xi=Xi+1)&(YiYi+1&yYi)|(YiYi+1&yYi+1)sp=0; /*如果给定点的纵坐标在相邻两点纵坐标之间，并且相邻两点横坐标相等 则sp=0，并跳出循环*/ break;else if(x=Xi&y=Yi|x=Xi+1&y=Yi+1)sp=0; /*如果给定点的坐标等于相邻两点任意一点的坐标，则sp=0，并跳出循环*/ break;sp=sp+t;if(i=M-2) /*最后一点的情况必须单独讨论，同上*/l=func(X0-x)*(YM-1-y)-(Y0-y)*(XM-1-x)/2);if(l=0) if(X0XM-1&xXM-1&xX0)|(X0X0&xXM-1) sp=0; break; else if(X0=XM-1)&(Y0YM-1&yY0)|(Y0YM-1&yYM-1) sp=0; break; else if(x=X0&y=Y0|x=XM-1&y=YM-1) sp=0; break; sp=sp+l; /*若前面的if都不执行，则sp就是给定点与各个相邻顶点依次围成的真实的面积之和*/*最终得出结论*/if(spsn) printf(This point (%f,%f) is out of the regionn,x,y);else if(sp=sn)printf(This point (%f,%f) is in the regionn,x,y);elseprintf(This point (%f,%f) is on the edge of the regionn,x,y); printf(Whether to continue to input one point:);scanf(%s,ch);if(strcmp(ch,y)=0) /*若输入的字符串为y，则递归调用自身，并将sn,sp赋0，清楚以前的记录重新开始。 区域保持不变，然后又重新输入一个点。若不为y,则不执行递归调用*/sn=0;/*变量初始化*/ sp=0;/*变量初始化*/printf(Please continue to input one point:); scanf(%f,%f,&x,&y); simplefun(); void onfun() /*定义判断任意给定点与任意复杂程度的单连通域是否在边上、顶点的函数*/for(i=0;iXi+1&(xXi+1&xXi)|(XiXi&xXi+1)printf(The point is on the edge of the regionn);k=0;/*给定点横坐标x在相邻两点横坐标之间，则将k赋值为0，并跳出循环*/break;else if(Xi=Xi+1)&(YiYi+1&yYi)|(YiYi+1&yYi+1)printf(The point is on the edge of the regionn);k=0;/*相邻两点横坐标相等，并且给定点纵坐标y在相邻两点纵坐标之间，则将k赋值为0，并跳出循环*/break;else if(x=Xi&y=Yi|x=Xi+1&y=Yi+1)printf(The point is on the point of the regionn);k=0;/*给定点坐标与相邻两点任意一点坐标相同，则将k赋值为0，并跳出循环*/break;if(i=M-2)/*最后一点的情况要单独讨论，与上面同理*/t=(XM-1-x)*(Y0-y)-(YM-1-y)*(X0-x)/2;s=func(t);if(s=0) if(X0XM-1&(xXM-1&xX0)|(X0X0&xXM-1) printf(The point is on the edge of the regionn); k=0; break;else if(X0=XM-1)&(Y0YM-1&yY0)|(Y0YM-1&yYM-1) printf(The point is on the edge of the regionn); k=0; break; else if(x=X0&y=Y0|x=XM-1&y=YM-1) printf(The point is on the point of the regionn); k=0; break;void out_incarefulfun()/*定义判断给定一点是否在任意单连通区域内、外的函数*/Ymin=Y0;Ymax=Y0;for(i=1;iM;i+)Ymin=Min(Ymin,Yi);/*找出构成区域的点中的最大和最小的纵坐标*/Ymax=Max(Ymax,Yi);if(k)/*k为1则执行*/for(i=0;iM-1;i+)if(Yiy|Yiy&Yi+10)/*过给定点(x,y)的水平线与相邻两点连线的交点横坐标在x的右侧，下同*/j+;else if(i0&Yi=y&Xix&(Yi!=Ymin&Yi!=Ymax)&(Yi-1y|Yi-1y&Yi+10&ix&(Yi!=Ymin&Yi!=Ymax)&Yi+1=y)/*给定点与相邻两点三点一线的情况*/if(Yi-1Yi&Yi+1Yi+2|Yi-1Yi&Yi+1x&(Y0!=Ymin&Y0!=Ymax)&(Y1y|Y1y&YM-1x&(Y0!=Ymin&Y0!=Ymax)&Y1=y)if(YM-1Y0&Y1Y2|YM-1Y0&Y1Y2)j+;/*4,5中i=0的情况单独讨论*/if(Y0y|Y0y&YM-10)j+;/*1中i=M-1的情况单独讨论*/else if(YM-1=y&XM-1x&(YM-1!=Ymin&YM-1!=Ymax)&(YM-2y|YM-2y&Y0x&(YM-2!=Ymin&YM-2!=Ymax)&YM-1=y)if(YM-3YM-2&YM-1Y0|YM-3YM-2&YM-1x&(YM-1!=Ymin&YM-1!=Ymax)&Y0=y)if(YM-2YM-1&Y0Y1|YM-2YM-1&Y0Y1)j+;/*4,5中i=M-1的情况单独讨论*/printf(j=%dn,j);if(j%2=0)/*判断j是否为奇数*/printf(The point is out of the regionn);elseprintf(The point is in the regionn);void continue_fun()/*定义询问是否循环判断不同给定点的函数*/onfun();out_incarefulfun();printf(Whether to continue to input one point:);scanf(%s,ch); if(strcmp(ch,y)=0)/*若输入y则递归调用，否则不执行*/j=0,k=1;/*变量初始化*/printf(Please continue to input one point:); scanf(%f,%f,&x,&y); continue_fun();void menu()/*定义菜单界面函数*/printf(nnnnn); printf(tt|-POSITION-|n); printf(tt|t 0. exit |n); printf(tt|t |n); printf(tt|t 1. simple polygon |n); printf(tt|t |n); printf(tt|t 2. complex polygon |n); printf(tt|-|nn); printf(tttchoose(0-2):);/*输入0则结束程序并退出；输入1则选择凸多边形区域；输入2则选择任意单连通区域*/void main()int n;menu();scanf(%d,&n);while(n)switch(n) case 1:/*1则判断凸多边形区域*/ input(); simplefun(); break; case 2:/*2则判断任意单连通区域*/ input(); continue_fun(); break;sn=0;/*变量初始化。下同*/sp=0;j=0;k=1;menu();/*调用菜单界面函数*/scanf(%i,&n);/*输入n重新确定图形类型*/二：点面位置关系系统使用说明书使用说明运行程序时，首先进入到菜单部分，菜单部分提供了菜单显示和输入功能部分。其运行效果如图下图所示。在主界面上输入02内的数字，实现相应的功能。图1 点面位置关系系统主界面主界面输入1时，进入凸多边形类型区域的界面，主界面输入2时，进入任意复杂程度的单连通和复连通类型区域（当然包含凸多边形和凹多边形）的界面。选择好类型后则提示请输入构成多边形的各个顶点坐标，完成后回车，继续输入判断点回车，给出点面关系。运行效果如下。图2 输入点、面信息判断完成后会询问是否继续输入一点进行判断，若输入是则执行刚才的程序；若不是，则返回菜单主界面重新选择区域类型。运行效果如图。图3 选择是否继续进行执行完后，输入0结束程序并退出系统。运行效果如图。图4 退出系统系统原理1.判断点与凸多边形的位置关系方法较多，这里我用的是三角形面积法。如图（这里以7边形为例）。点在边上或顶点最好判断，只要有一个小三角形面积为零并且给定点坐标x在相邻两点之间或y在相邻两点之间即可。先计算多边形的面积，方法是找到第一点与低三点连线中点，而后化为多个小三角形求面积之和即可。再用给定点用同样的方法求面积，若相等则在面内，大于真实面积则在面外