python求凸包并画图 python Graham求凸包问题并画图操作
sunnyorrainy 人气:0想了解python Graham求凸包问题并画图操作的相关内容吗，sunnyorrainy在本文为您仔细讲解python求凸包并画图的相关知识和一些Code实例，欢迎阅读和指正，我们先划重点：python,Graham,求凸包,画图，下面大家一起来学习吧。
python Graham求凸包并画图
python写Graham没有c++那么好写，但是python画图简单。只需要用matplotlib里的pyplot，c++画图太难了。
Graham算法写起来比较简单，只需要想办法对最小点和其他的点所连成的直线，与x轴正半轴的夹角进行排序，然后其他的就直接套用Graham算法模板就好了，因为c++可以重载排序函数sort，不用计算角度（用其他的数学方法），但是python不行（也许是我不知道而已，菜）。
python必须要在结构体里面加上角度这个变量，然后才能按照角度排序。排好序后就变得容易了，用stack栈存放答案，算完答案后，用scatter（散点图）画出点，用plt（折线图）画边界就好了。
import matplotlib.pyplot as plt
import math
import numpy as np
class Node:
def __init__(self):
self.x = 0
self.y = 0
self.angel = 0
#和最左下的点连成的直线，与x轴正半轴的夹角大小
#按照角度从小到大排序
def cmp(x):
return x.angel
def bottom_point(points):
min_index = 0
n = len(points)
#先判断y坐标，找出y坐标最小的点，x坐标最小的点
for i in range(1, n):
if points[i].y < points[min_index].y or (points[i].y == points[min_index].y and
points[i].x < points[min_index].x):
min_index = i
return min_index
#计算角度
def calc_angel(vec):
norm = math.sqrt(vec[0] * vec[0] + vec[1] * vec[1])
if norm == 0:
return 0
angel = math.acos(vec[0]/norm)
if vec[1] >= 0:
return angel
else:
return math.pi * 2 - angel
def multi(v1, v2):
return v1[0] * v2[1] - v1[1] * v2[0]
point = []
n = 30
#生成30个点的坐标，n可以修改
for i in range(n):
temp = Node()
temp.x = np.random.randint(1, 100)
temp.y = np.random.randint(1, 100)
point.append(temp)
index = bottom_point(point)
for i in range(n):
if i == index:
continue
#计算每个点和point[index]所连成的直线与x轴正半轴的夹角
vector = [point[i].x - point[index].x, point[i].y - point[index].y]
#vector是向量
point[i].angel = calc_angel(vector)
#排序
point.sort(key=cmp)
#答案存入栈中
stack = []
stack.append(point[0])
stack.append(point[1])
#for循环更新答案
for i in range(2, n):
L = len(stack)
top = stack[L - 1]
next_top = stack[L - 2]
vec1 = [point[i].x - next_top.x, point[i].y - next_top.y]
vec2 = [top.x - next_top.x, top.y - next_top.y]
#一定要大于等于零，因为可能在一条直线上
while multi(vec1, vec2) >= 0:
stack.pop()
L = len(stack)
top = stack[L - 1]
next_top = stack[L - 2]
vec1 = [point[i].x - next_top.x, point[i].y - next_top.y]
vec2 = [top.x - next_top.x, top.y - next_top.y]
stack.append(point[i])
#画出图像
for p in point:
plt.scatter(p.x, p.y, marker='o', c='g')
L = len(stack)
for i in range(L-1):
plt.plot([stack[i].x, stack[i+1].x], [stack[i].y, stack[i+1].y], c='r')
plt.plot([stack[0].x, stack[L-1].x], [stack[0].y, stack[L-1].y], c='r')
plt.show()
Python 找到凸包 Convex hulls
图形学可以说经常遇到这东西了，这里给出一个库函数的实现
from scipy.spatial import ConvexHull points = np.random.rand(10, 2) # 30 random points in 2-D hull = ConvexHull(points) import matplotlib.pyplot as plt plt.plot(points[:,0], points[:,1], 'o') for simplex in hull.simplices: plt.plot(points[simplex,0], points[simplex,1], 'k-') plt.show()
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。
加载全部内容