• 求三角形重心 包括凹多边形的模板


     

    求多边形重心的题目大致有这么几种:

    1,质量集中在顶点上。n个顶点坐标为(xi,yi),质量为mi,则重心
      X = ∑( xi×mi ) / ∑mi
      Y = ∑( yi×mi ) / ∑mi
      特殊地,若每个点的质量相同,则
      X = ∑xi / n
      Y = ∑yi / n

    2,质量分布均匀。这个题就是这一类型,算法和上面的不同。
      特殊地,质量均匀的三角形重心:
      X = ( x0 + x1 + x2 ) / 3
      Y = ( y0 + y1 + y2 ) / 3

    下面讨论这个题的解法:

    以第一个顶点为基准,分别连接p[i],p[i+1],1<i<n。将多边形划分为若干个三角形。

    若我们求出了每个三角形的重心和质量,可以构造一个新的多边形,顶点为所有三角形的重心,顶点质量为三角形的质量。这个新多边形的质量和重心与原多边形相同,即可使用第一种类型的公式计算出整个多边形的重心。

    由于三角形的面积与质量成正比,所以我们这里用面积代替质量来计算。

    现在有个问题就是,多边形有可能为凹多边形,三角形有可能在多边形之外。如何处理这种情况呢?

    很简单,我们使用叉积来计算三角形面积,当三角形在多边形之外时,得到“负面积”就抵消掉了。
    S =( x0*y1 + x1*y2 + x2*y0
    - x1*y0 - x2*y1 - x0*y2 ) /2;

    point bcenter(struct point pnt[], int n)//【可以用来做模板】
    {
    point p, s;
    double tp, area = 0, tpx = 0, tpy = 0;

    p.x = pnt[0].x; p.y = pnt[0].y;

    for (int i = 1; i <= n; ++i)
    {

    s.x = pnt[(i == n) ? 0 : i].x;
    s.y = pnt[(i == n) ? 0 : i].y;
    tp = (p.x * s.y - s.x * p.y);//表示这两个点的叉乘,即这两个点与原点所围成的三角形的面积的两倍,由于采用叉乘方式,所有可能为负,所以,可以将该多边形外面的部分面积减去

    area += tp/2 ;//加上这个面积,area为这个多边形的总面积
    tpx += (p.x + s.x) * tp;
    tpy += (p.y + s.y) * tp;
    p.x = s.x;
    p.y = s.y;
    }
    s.x = tpx / (6 * area);
    s.y = tpy / (6 * area);
    return s;
    }

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