线.hpp

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//  线.hpp
//  多线程
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//  Created by 赵明明 on 2023/6/15.
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#ifndef 线__hpp
#define 线__hpp
 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "矩阵.hpp"
 
class 线{
public:
    float 斜率=0;
    float 截距=0;
    float Inf=3.4*pow(10,38);
public:
    线(float k,float b):斜率(k), 截距(b){
    }
    线& 斜率和截距(矩阵* 两个点){
        矩阵* p1=(*(两个点))["0,:"];
        矩阵* p2=(*(两个点))["1,:"];
        矩阵 pd=*(p2)-*(p1);
        if(pd[0]!=0 and pd[1]/pd[0]<Inf){
            斜率=pd[1]/pd[0];
            截距=(*p1)[1]-(*p1)[0]*斜率;
        }else{
            斜率=Inf;
            截距=(*p1)[0];
        }
        return *(this);
    };
    矩阵 求交点(线 线1,线 线2){
        矩阵 * 交点=NULL;
        float x=Inf;
        float y=Inf;
        if(线2.斜率<Inf && 线1.斜率==Inf){
            if(线2.斜率==0){
                y=线2.截距;
                x=线1.截距;
            }else{
                x=线2.截距;
                y=线1.斜率*x*线1.截距;
            }
        }
        else if(线1.斜率<Inf && 线2.斜率==Inf){
            if(线1.斜率==0){
                y=线1.截距;
                x=线2.截距;
            }else{
                x=线1.截距;
                y=线2.斜率*x*线2.截距;}
        }else if(线1.斜率==线2.斜率){
            if(线1.截距==线2.截距){//重合的线，有无数交点,x,y分别为Inf和-Inf
                x=Inf;
                y=-Inf;
                //return *(交点);
            }else{//平行线，无交点，
                //return *(交点);
                x=-Inf;
                y=Inf;
            }
        }else{
            float 分母=线2.斜率-线1.斜率;
            if(分母!=0){
                x=(线1.截距-线2.截距)/分母;
                y=(线1.截距*线2.斜率-线2.截距*线1.斜率)/分母;
            }
        }
        交点=new 矩阵(1,2,(float)0);
        (*交点)[0]=x;
        (*交点)[1]=y;
        
        return *(交点);
    };
    friend ostream& operator<<(ostream &out,线& line){
        cout<<"斜率:"<<line.斜率<<"截距:"<<line.截距<<endl;
        return out;
    }
    float 向量叉乘(矩阵 矩阵1,矩阵 矩阵2){
        assert(矩阵1.w==2 and 矩阵1.h==1);
        assert(矩阵2.w==2 and 矩阵2.h==1);
        return 矩阵1[0]*矩阵2[1]-矩阵1[1]*矩阵2[0];
    }
    矩阵* 线段交点(矩阵& 线1的两个点,矩阵& 线2的两个点,float* 被替换的序号){
        // 被替换的序号维Inf时，线段无交点
        // 被替换的喜好不维Inf时，线段有交点
        线 线1=线(0,0);
        线1.斜率和截距(&线1的两个点);
        线 线2=线(0,0);
        线2.斜率和截距(&线2的两个点);
        矩阵 * 交点=new 矩阵(1,2,(float)0);
        
        矩阵 交点暂存=线1.求交点(线1,线2);
        if(交点暂存[0]==Inf and 交点暂存[1]==-Inf){//无数交点，取线1的第一个点作为交点
            //交点暂存[0]=线1的两个点[0];
            //交点暂存[1]=线1的两个点[1];
            // 两直线平行且截距相同
            
            // 如果两条直线的斜率正常
            if(线1.斜率<Inf){
            // 两直线的端点排序
                矩阵*  小大1=线1的两个点.minmax(0);
                矩阵*  小大2=线2的两个点.minmax(0);
            // 交叉点在的x值 最小值的最大值 至 最大值的最小值间
                int leftx = (*小大1)[0];
                if(leftx<((*小大2)[0])){
                    leftx=(*小大2)[0];
                }
                int rightx = (*小大1)[2];
                if(rightx<((*小大2)[2])){
                    rightx=(*小大2)[2];
                }
                // 这里可能有很多点，但这里只取最左侧的点
                for(int i=leftx;i<leftx+1;i++){
                    //交点->data[0]=leftx;
                    //交点->data[1]=线1.斜率*leftx+线1.截距;
                    交点暂存[0]=leftx;
                    交点暂存[1]=线1.斜率*leftx+线1.截距;
                }
            //如果两条直线斜率为无穷
            }else if(线1.斜率==Inf){
            // 两直线端点的纵轴排序，
                矩阵*  小大1=线1的两个点.minmax(0);
                矩阵*  小大2=线2的两个点.minmax(0);
            //交叉点 最小值的最大值 至 最大值的最小值间
                int lowy = (*小大1)[1];
                if(lowy<((*小大2)[1])){
                    lowy=(*小大2)[1];
                }
                int highty = (*小大1)[3];
                if(highty<((*小大2)[3])){
                    highty=(*小大2)[3];
                }
                // 这里可能有很多点，但这里只取最下侧的点
                for(int i=lowy;i<lowy+1;i++){
                    //交点->data[1]=lowy;
                    //交点->data[0]=线1.截距;
                    交点暂存[1]=lowy;
                    交点暂存[0]=线1.截距;
                
                }
                
            }
        }
        if(交点暂存[0]==-Inf and 交点暂存[1]==Inf){//无交点
            *被替换的序号=Inf;
            return 交点;
        }
        
        交点->data[0]=交点暂存[0];
        交点->data[1]=交点暂存[1];
        
        矩阵* 交点2=交点->r_(交点,交点);
        
        
        矩阵 点差=线2的两个点-*(交点2);
        矩阵 点差1=线1的两个点-*(交点2);
        点差.精度(3);
        点差1.精度(3);
        /*
        cout<<"线1的两个点，线2的两个点，点差1";
        cout<<线1的两个点;
        cout<<线2的两个点;
        cout<<点差1;
        */
         *被替换的序号=Inf;
        float small_value=0.0000001;
        if( (((*(点差["0,0"]))[0])*((*(点差["1,0"]))[0]))<=small_value and (((*(点差["0,1"]))[0])*((*(点差["1,1"]))[0]))<=small_value and (((*(点差1["0,0"]))[0])*((*(点差1["1,0"]))[0]))<=small_value and (((*(点差1["0,1"]))[0])*((*(点差1["1,1"]))[0]))<=small_value){
            for(int i=0;i<2;i++){
                stringstream ss;
                ss<<i<<",:";
                //cout<<向量叉乘(*(点差["0,:"]),*(点差1[ss.str()]))<<endl;
                
                if(向量叉乘(*(点差["0,:"]),*(点差1[ss.str()]))<=0){
                    *被替换的序号=i;
                    线1的两个点.data[i*2+0]=(*(交点))[0];
                    线1的两个点.data[i*2+1]=(*(交点))[1];
                    return 交点;
                }
            }
        }
        
        return 交点;
    }
};
#endif /* __hpp */