求N个可重叠的矩形总面积

原文地址:

求n个矩形面积——坐标离散化

需求:

n个与直角坐标系平行的矩形,可能重叠,要求出总面积(重叠部分只算一次)


样例
思路:

这题按照最平常的想法就是把矩形内的标记,然后整个图搜索,就可以得出共覆盖了多少范围。但是范围是-10^8~10^8,这么搜显然不可能。所以要怎么样呢?

就是把有用的点保存,无关的点压缩。什么是有用的点保存,什么是无关的点压缩?给出的坐标就是有用的点,-10^8~10^8内的范围内除了给出的坐标范围其他全是没用的点,都要压缩。

有用的值其实只有这么几个。这些值将作为新的坐标值重新划分整个平面,省去中间的若干坐标值没有影响。我们可以将坐标范围“离散化”到1到200
之间的数,于是一个200*200的二维数组就足够了。

样例:

现在用个小例子来模拟一下:
注意左边的10* 7的数组是如何等价地转化为右边两个4*4的数组的


image

再就是代码实现了:


image

如上数据示例
x[ ]={ 1, 3, 7, 10 };
y[ ]={ 1, 2, 5, 7 };

按代码枚举的顺序是如上图,先看(1,1)点, if(x[i]>=x1[k]&&y[j]>=y1[k]&&x[i+1]<=x2[k]&&y[j+1]<=y2[k])判断是否是矩形内的然后按顺序枚举,发现(1,1)点不是,再看(1,2)点,s=s(x+1,y+1)-s(x,y)即框2,符合在矩形内,ans+=s,枚举完了,就得出结果了

C语言代码:

include<cstdio>
include<cstdlib>
include<algorithm>
include<iostream>
define MAXn 100
using namespace std;
int n;
long long x1[MAXn+1],y1[MAXn+1];
long long x2[MAXn+1],y2[MAXn+1];
long long x[2MAXn+1],y[2MAXn+1];
long long S,ans;
int main()
{
    scanf("%d",&n); 
    for(int i=1;i<=n;i++) 
    { 
        scanf("%I64d%I64d%I64d%I64d",&x1[i],&y1[i],&x2[i],&y2[i]); 
        x[2i-1]=x1[i]; 
        x[2i]=x2[i]; 
        y[2i-1]=y1[i];
        y[2i]=y2[i]; 
    } 
    sort(x+1,x+2n+1); 
    sort(y+1,y+2n+1); 
    for(int i=1;i<=2n-1;i++) //枚举每一个单位横坐标,这两句看图 
        for(int j=1;j<=2n-1;j++)  //枚举每一个单位纵坐标
        { 
            S=(x[i+1]-x[i])*(y[j+1]-y[j]);
            for(int k=1;k<=n;k++) //枚举每一个矩形块 
                if(x[i]>=x1[k]&&y[j]>=y1[k]&&x[i+1]<=x2[k]&&y[j+1]<=y2[k])//这句是离散化
                { ans+=S; break; }//注意这个break,用的妙
        } 
    printf("%I64d",ans); return 0; 
}

java代码(按C语言版本直接移植过来):

import java.util.Scanner;

public class MainClass {

    private static void sort(int[] nums) {
        sort(nums, 0, nums.length - 1);
    }

    private static void sort(int[] nums, int startIndex, int stopIndex) {
        if (null != nums) {
            for (int i = startIndex; i < stopIndex; i++) {
                for (int j = startIndex; j < stopIndex - i; j++) {
                    if (nums[j] > nums[j + 1]) {
                        int temp = nums[j];
                        nums[j] = nums[j + 1];
                        nums[j + 1] = temp;
                    }
                }
            }

        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入矩形个数:");
        String string = scanner.nextLine();
        int count = 0;
        try {
            count = Integer.parseInt(string);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("输入错误\n");
            return;
        }
        System.out.println("分别输入" + count + "个矩形坐标,格式[lx ly rx ry]:");
        final int MAXn = 100;
        if (count > MAXn) {
            count = MAXn;
        }

        int x1[] = new int[count + 1];
        int y1[] = new int[count + 1];
        int x2[] = new int[count + 1];
        int y2[] = new int[count + 1];
        int x[] = new int[2 * count + 1];
        int y[] = new int[2 * count + 1];
        for (int i = 1; i <= count; i++) {
            x1[i] = scanner.nextInt();
            y1[i] = scanner.nextInt();
            x2[i] = scanner.nextInt();
            y2[i] = scanner.nextInt();

            x[2 * i - 1] = x1[i];
            x[2 * i] = x2[i];
            y[2 * i - 1] = y1[i];
            y[2 * i] = y2[i];
        }
        sort(x, 1, 2 * count + 1);
        sort(y, 1, 2 * count + 1);
        long S = 0, ans = 0;
        for (int i = 1; i <= 2 * count - 1; i++) // 枚举每一个单位横坐标,这两句看图
            for (int j = 1; j <= 2 * count - 1; j++) // 枚举每一个单位纵坐标
            {
                S = (x[i + 1] - x[i]) * (y[j + 1] - y[j]);
                for (int k = 1; k <= count; k++) // 枚举每一个矩形块
                    if (x[i] >= x1[k] && y[j] >= y1[k] && x[i + 1] <= x2[k] && y[j + 1] <= y2[k])// 这句是离散化
                    {
                        ans += S;
                        break;
                    } // 注意这个break,用的妙
            }
        System.out.println("ans:" + ans);
    }

}
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