Zeichnen Sie anhand der Koordinaten mehrerer Punkte in einer Ebene und des Radius eines Kreises, der jeden Punkt umgibt, Polygone, die die Kreise und die Kanten darstellen, an denen sich die Kreise treffen. Gerade Kanten fallen immer entlang von Kreis-Kreis-Schnittlinien , folgen jedoch möglicherweise nicht der gesamten Länge dieser Linien.

Per mbomb007 ‚s Vorschlag, stellen Sie sich das Verhalten von 2D - Seifenblasen. Das ist technisch falsch, da sich Seifenblasen immer in einem Winkel von 120 ° treffen, um die Energie zu minimieren, während sich diese Kreise in einem beliebigen Winkel treffen können.

Dies ist ein Voronoi-Diagramm abzüglich einer definierten Flächenebene. Danke Andreas . Dies ist eine Verallgemeinerung eines Voronoi-Diagramms, das als Leistungsdiagramm bezeichnet wird .

Beispiele

Bei zwei Punkten und zwei Radien könnte die Ausgabe beispielsweise so aussehen:

Fügen Sie einen weiteren Punkt und Radius hinzu und die Ausgabe könnte folgendermaßen aussehen:

Eingang

Sie können die Eingabe beliebig strukturieren. Bitte posten Sie die Ergebnisse mit den folgenden Eingaben.

Test 1

• x: 10, y: 10, r: 10
• x: 25, y: 12, r: 8

Test 2

• x: 8, y: 10, r: 6
• x: 20, y: 8, r: 4
• x: 18, y: 20, r: 12

Ausgabe

Die Ausgabe sollte grafisch sein und Polygonränder enthalten, es ist jedoch nichts anderes erforderlich. Punkte und Schnittpunkte müssen nicht wie in den Beispielen dargestellt werden.

Einschränkungen

• Innerhalb des Radius eines anderen Kreises existiert kein Punkt.
• Standard Codegolf Regeln.
• Es werden keine Antworten mit Lücken akzeptiert, aber Sie können sich gerne daran erfreuen.

Python 2, 473 355 Bytes

L=input()
m=min
a,b,c,d=eval('m(%s-r for u,v,r in L),'*4%('u','v','-u','-v'))
e=(-c-a)/499.
H=lambda x,y:x*x+y*y
I=500
J=int(2-(d+b)/e)
print'P2',I,J,255
i=I*J
P=lambda(u,v,r):H(c+i%I*e+u,b+i/I*e-v)-r*r
while i:i-=1;p,k=m((P(k)/[1,k[2]][P(k)>0],k)for k in L);u,v,r=k;print int(255*m(1,[m([-p/r]+[(P(l)-p)/H(u-l[0],v-l[1])**.5for l in L-{k}]),p][p>0]/2/e))

Dies liest eine Reihe von Kreisen als (x,y,r)Tupel auf stdin und gibt ein Bild im PGM-Format an stdout aus. Dies funktioniert grob, indem für jedes Pixel eine Abstandsfunktion des Diagramms berechnet wird und jedes Pixel proportional zu seinem Abstand weniger als ein Pixel entfernt schattiert wird.

{(10,10,10),(25,12,8)}

{(8,10,6),(20,8,4),(18,20,12)}

{(6, 63, 4), (16, 88, 9), (64, 94, 11), (97, 96, 3), (23, 32, 13), (54, 14, 7), (41, 81, 3), (7, 7, 4), (77, 18, 8), (98, 55, 4), (2, 56, 7), (62, 18, 5), (13, 74, 2), (33, 56, 12), (49, 48, 4), (6, 76, 2), (82, 70, 9), (21, 71, 2), (27, 5, 10), (3, 32, 6), (70, 62, 6), (74, 46, 4), (21, 60, 7), (18, 47, 7), (94, 2, 4), (39, 97, 7), (62, 63, 2), (87, 29, 8), (19, 17, 4), (61, 23, 2), (73, 1, 8), (40, 17, 13), (99, 41, 4), (81, 57, 7), (1, 68, 5), (38, 3, 4), (46, 36, 9), (4, 39, 2), (73, 77, 3), (93, 19, 10), (67, 42, 3), (96, 65, 2), (2, 16, 3), (28, 92, 3), (54, 58, 2), (39, 86, 5), (84, 82, 5), (79, 43, 4), (5, 47, 1), (34, 41, 8), (65, 5, 2), (9, 44, 3), (53, 3, 6), (1, 12, 1), (81, 95, 7), (74, 31, 2), (63, 61, 1), (35, 72, 1), (44, 71, 2), (57, 35, 5), (46, 65, 6), (57, 45, 4), (93, 94, 1), (99, 81, 13), (13, 58, 4), (68, 32, 6), (11, 2, 6), (52, 98, 7), (51, 25, 5), (84, 2, 2), (44, 92, 3), (23, 72, 2), (32, 99, 7), (13, 19, 3), (97, 29, 8), (58, 80, 3), (67, 82, 5), (59, 60, 3), (86, 87, 5), (29, 73, 2), (5, 93, 4), (42, 74, 1), (75, 85, 8), (91, 53, 5), (23, 82, 4), (19, 97, 8), (51, 88, 3), (67, 12, 6), (60, 53, 1), (66, 72, 2), (57, 64, 2), (66, 49, 2), (44, 0, 4), (11, 69, 1), (93, 60, 5), (56, 50, 3), (19, 68, 3), (64, 75, 3), (6, 17, 2), (82, 5, 2)}

Hier wurde die Distanzfunktion durch 32 geteilt, um sie sichtbar zu machen:

{(7, 9, 7), (1, 3, 2), (4, 0, 4), (9, 2, 4), (0, 8, 5)}

C # ~ 2746

Dies ist eine Lösung in C #. Wahrscheinlich alles andere als optimal, aber C # wird dies sowieso nicht gewinnen. Ich wollte nur, dass ich beweise, dass ich es kann.

Eingabe über die Kommandozeile durch Angabe der mit einem Leerzeichen in der Reihenfolge xyr getrennten Werte. Ausgabe ist eine Datei 'l.bmp' innerhalb des ausführenden Verzeichnisses.

Das Programm akzeptiert eine beliebige Anzahl von Kreisen.

Test 1: 10 10 10 25 12 8

Test 2: 8 10 6 20 8 4 18 20 12

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;
using System.Linq;

class Program
{
    static void Main(params string[] args) => new Program().run(args);

    class Circle
    {
        public PointF P;
        public float R;
    }

    class Line
    {
        public PointF S;
        public PointF E;
        public Circle C1;
        public Circle C2;
        public Line(Circle c1, Circle c2, PointF s, PointF e)
        {
            S = s;
            E = e;
            C1 = c1;
            C2 = c2;
        }
    }


    List<Line> lines = new List<Line>();
    List<Circle> circles = new List<Circle>();

    void run(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < args.Length; i += 3)
            addcircle(args[i], args[i + 1], args[i + 2]);
        circles.Sort((c1, c2) => c1.P.X.CompareTo(c2.P.X));


        int mx = (int)circles.Max(c => c.P.X + c.R) + 1;
        int my = (int)circles.Max(c => c.P.Y + c.R) + 1;



        for (int i = 0; i < circles.Count; i++)
            for (int j = i + 1; j < circles.Count; j++)
            {
                var c1 = circles[i];
                var c2 = circles[j];

                var d = dist(c1.P, c2.P);
                var a = 1 / d * sqrt((-d + c1.R - c2.R) * (-d - c1.R + c2.R) * (-d + c1.R + c2.R) * (d + c1.R + c2.R));
                var x = (sqr(d) - sqr(c2.R) + sqr(c1.R)) / (2 * d);

                var ap = angle(c1.P, c2.P);
                var la = rotate(c1.P, new PointF(c1.P.X + x, c1.P.Y + a / 2), ap);
                var lb = rotate(c1.P, new PointF(c1.P.X + x, c1.P.Y - a / 2), ap);
                var l = new Line(c1, c2, la, lb);
                lines.Add(l);
            }
        foreach (Line l in lines)
            foreach (Line lo in lines)
            {
                if (l == lo) continue;
                var intersection = intersect(l, lo);

                if (intersection != null && online(intersection.Value, l) && online(intersection.Value, lo))
                {
                    foreach (Circle circle in circles)
                    {
                        if (l.C1 == circle || l.C2 == circle)
                            continue;
                        if (dist(intersection.Value, circle.P) >= circle.R)
                            continue;

                        if (dist(l.E, circle.P) < circle.R)
                            l.E = intersection.Value;

                        if (dist(l.S, circle.P) < circle.R)
                            l.S = intersection.Value;
                    }
                }
            }


        using (Bitmap bmp = new Bitmap(mx, my))
        {
            using (Graphics g = Graphics.FromImage(bmp))
            {
                g.Clear(Color.White);
                foreach (var c in circles)
                    draw(g, c);


                for (int i = 0; i < circles.Count; i++)
                {
                    var c1 = circles[i];
                    var p = new PointF(c1.P.X + c1.R, c1.P.Y);
                    for (int j = 0; j < circles.Count; j++)
                    {
                        if (i == j) continue;
                        var c2 = circles[j];
                        for (var f = 0f; f <= 360f; f += 0.1f)
                        {
                            var pl = rotate(c1.P, p, f);
                            if (dist(pl, c2.P) <= c2.R)
                            {
                                g.DrawRectangle(new Pen(Color.White), (int)pl.X, (int)pl.Y, 1, 1);
                            }

                        }
                    }
                }


                foreach (var l in lines)
                    draw(g, l);

            }
            bmp.Save("t.bmp");
        }
    }

    private float dist(PointF p1, PointF p2) => sqrt(sqr(p1.X - p2.X) + sqr(p1.Y - p2.Y));


    bool online(PointF p, Line l)
    {
        var lx = l.S.X < l.E.X ? l.S.X : l.E.X;
        var hx = l.S.X > l.E.X ? l.S.X : l.E.X;
        var ly = l.S.Y < l.E.Y ? l.S.Y : l.E.Y;
        var hy = l.S.Y > l.E.Y ? l.S.Y : l.E.Y;

        return p.X >= lx && p.X <= hx && p.Y >= ly && p.Y <= hy;
    }

    static PointF? intersect(Line l1, Line l2)
    {
        //Line1
        float A1 = l1.E.Y - l1.S.Y;
        float B1 = l1.S.X - l1.E.X;
        float C1 = A1 * l1.S.X + B1 * l1.S.Y;

        //Line2
        float A2 = l2.E.Y - l2.S.Y;
        float B2 = l2.S.X - l2.E.X;
        float C2 = A2 * l2.S.X + B2 * l2.S.Y;

        float det = A1 * B2 - A2 * B1;
        if (det == 0)
        {
            return null; //parallel lines
        }
        float x = (B2 * C1 - B1 * C2) / det;
        float y = (A1 * C2 - A2 * C1) / det;
        return new PointF(x, y);
    }

    void addcircle(string x, string y, string r)
    {
        var SCALE = 20f;
        Circle c1 = new Circle
        {
            P = new PointF(float.Parse(x) * SCALE, float.Parse(y) * SCALE),
            R = float.Parse(r) * SCALE
        };
        circles.Add(c1);
    }

    void draw(Graphics g, Line l) => g.DrawLine(new Pen(Color.Red), l.S.X, l.S.Y, l.E.X, l.E.Y);

    PointF rotate(PointF o, PointF p, float angle)
    {
        var sa = (float)Math.Sin(angle);
        var ca = (float)Math.Cos(angle);
        var dx = p.X - o.X;
        var dy = p.Y - o.Y;

        return new PointF((ca * dx - sa * dy + o.X), (sa * dx + ca * dy + o.Y));
    }

    float angle(PointF p1, PointF p2)
    {
        var dx = p2.X - p1.X;
        if (dx == 0)
            return 0f;
        return (float)Math.Atan((p2.Y - p1.Y) / dx);
    }


    void draw(Graphics g, Circle c)
    {
        g.DrawEllipse(new Pen(Color.Blue),
                      c.P.X - c.R,
                      c.P.Y - c.R,
                      c.R * 2,
                      c.R * 2);
    }

    float sqr(float d) => d * d;
    float sqrt(float d) => (float)Math.Sqrt(d);
}

Alle hier beteiligten Mathematik basiert darauf . Die Koordinaten der Linien waren mit den Formularen aus dem Link leicht zu ermitteln. Sie mussten jedoch um den Winkel zwischen den beiden beteiligten Krikelzentren gedreht werden.

Um die Linienlänge zu reduzieren, habe ich ihre Schnittpunkte berechnet. Dann habe ich für diese Kreuzung überprüft, ob das aktuelle Linienende in einen Kreis hineinreicht, der nicht das "übergeordnete Element der Linie" ist und auch die Kreuzung selbst enthält. In diesem Fall wurde das Ende der Linie auf den Ort der Kreuzung reduziert.

Die Kreise waren einfach zu zeichnen, die "nicht benötigten" Teile waren schwer zu entfernen, deshalb habe ich eine "Gummi" -Lösung entwickelt, die das nicht mehr benötigte Material entfernt, indem sie wieder weiß gestrichen wird. Ein bisschen brachial, es zu erzwingen. Dies geschieht, indem Sie entlang jeder Kreiskante gehen und prüfen, ob sich dieses Pixel in Reichweite eines anderen Kreises befindet.

Ursprünglich wollte ich meine eigene Kreiszeichnungsmethode rollen, die nur den Kreis mit den angegebenen Winkeln zeichnet, die sich jedoch als nicht gut herausstellte und noch mehr Codezeilen benötigte.

Es fällt mir wirklich schwer, das zu erklären, wenn Sie es nicht bemerkt haben ... Englisch ist nicht meine Muttersprache, also tut mir das leid.

Golf gespielt

using System;using System.Collections.Generic;using System.Drawing;using System.Drawing.Imaging;using System.Linq;class P{static void Main(params string[]args)=>new P().R(args);class C{public PointF P;public float R;}class L{public PointF S;public PointF E;public C C1;public C C2;public L(C c1,C c2,PointF s,PointF e){S=s;E=e;C1=c1;C2=c2;}}List<L>_=new List<L>();List<C>c=new List<C>();void R(string[]args){for(int i=0;i<args.Length;i+=3)A(args[i],args[i+1],args[i+2]);c.Sort((c1,c2)=>c1.P.X.CompareTo(c2.P.X));int B=(int)c.Max(c=>c.P.X+c.R)+1;int e=(int)c.Max(c=>c.P.Y+c.R)+1;for(int i=0;i++<c.Count;)for(int j=i+1;j++<c.Count;){var f=c[i];var q=c[j];var d=D(f.P,q.P);var a=1/d*S((-d+f.R-q.R)*(-d-f.R+q.R)*(-d+f.R+q.R)*(d+f.R+q.R));var x=(F(d)-F(q.R)+F(f.R))/(2*d);var h=angle(f.P,q.P);var k=R(f.P,new PointF(f.P.X+x,f.P.Y+a/2),h);var m=R(f.P,new PointF(f.P.X+x,f.P.Y-a/2),h);var l=new L(f,q,k,m);_.Add(l);}foreach(L l in _)foreach(L o in _){if(l==o)continue;var n=I(l,o);if(n !=null && O(n.Value,l)&& O(n.Value,o)){foreach(C p in c){if(l.C1==p || l.C2==p)continue;if(D(n.Value,p.P)>=p.R)continue;if(D(l.E,p.P)<p.R)l.E=n.Value;if(D(l.S,p.P)<p.R)l.S=n.Value;}}}Bitmap r=new Bitmap(B,e);Graphics g=Graphics.FromImage(r);g.Clear(Color.White);foreach(var _ in c)D(g,_);for(int i=0;i++<c.Count;){var Q=c[i];var P=new PointF(Q.P.X+Q.R,Q.P.Y);for(int j=0;j++<c.Count;){if(i==j)continue;var G=c[j];for(var f=0f;f<=360f;f+=0.1f){var H=R(Q.P,P,f);if(D(H,G.P)<=G.R){g.DrawRectangle(new Pen(Color.White),(int)H.X,(int)H.Y,1,1);}}}}foreach(var l in _)D(g,l);r.Save("t.bmp");}float D(PointF p1,PointF p2)=>S(F(p1.X-p2.X)+F(p1.Y-p2.Y));bool O(PointF p,L l){var lx=l.S.X<l.E.X ? l.S.X : l.E.X;var hx=l.S.X>l.E.X ? l.S.X : l.E.X;var ly=l.S.Y<l.E.Y ? l.S.Y : l.E.Y;var hy=l.S.Y>l.E.Y ? l.S.Y : l.E.Y;return p.X>=lx && p.X<=hx && p.Y>=ly && p.Y<=hy;}static PointF? I(L l1,L l2){float a=l1.E.Y-l1.S.Y;float b=l1.S.X-l1.E.X;float d=a*l1.S.X+b*l1.S.Y;float e=l2.E.Y-l2.S.Y;float f=l2.S.X-l2.E.X;float g=e*l2.S.X+f*l2.S.Y;float h=a*f-e*b;if(h==0)return null;float x=(f*d-b*g)/h;float y=(a*g-e*d)/h;return new PointF(x,y);}void A(string x,string y,string r){var F=20f;C _=new C{P=new PointF(float.Parse(x)*F,float.Parse(y)*F),R=float.Parse(r)*F };c.Add(_);}void D(Graphics g,L l)=>g.DrawLine(new Pen(Color.Red),l.S.X,l.S.Y,l.E.X,l.E.Y);PointF R(PointF o,PointF p,float angle){var a=(float)Math.Sin(angle);var n=(float)Math.Cos(angle);var b=p.X-o.X;var x=p.Y-o.Y;return new PointF((n*b-a*x+o.X),(a*b+n*x+o.Y));}float angle(PointF p1,PointF p2){var a=p2.X-p1.X;if(a==0)return 0f;return(float)Math.Atan((p2.Y-p1.Y)/a);}void D(Graphics g,C c){g.DrawEllipse(new Pen(Color.Blue),c.P.X-c.R,c.P.Y-c.R,c.R*2,c.R*2);}float F(float d)=>d*d;float S(float d)=>(float)Math.Sqrt(d);}

Komplexere Beispiele (oberer Kreis erhält negative y-Werte)