找出y最小的顶点(如果有平手，则x最大)。假设顶点是A，列表中的前一个顶点是B，列表中的下一个顶点是c。现在计算AB和AC的叉乘的符号。

引用:

如何确定一个简单多边形的方向?在 常见问题:计算机。图形。算法。 维基百科的曲线定位。

下面是一个基于@Beta答案的算法的简单c#实现。

让我们假设我们有一个Vector类型，它的X和Y属性为double类型。

public bool IsClockwise(IList<Vector> vertices)
{
    double sum = 0.0;
    for (int i = 0; i < vertices.Count; i++) {
        Vector v1 = vertices[i];
        Vector v2 = vertices[(i + 1) % vertices.Count];
        sum += (v2.X - v1.X) * (v2.Y + v1.Y);
    }
    return sum > 0.0;
}

%是执行模运算的模运算符或余数运算符，该运算符(根据维基百科)在一个数除以另一个数后求余数。

根据@MichelRouzic评论的优化版本:

double sum = 0.0;
Vector v1 = vertices[vertices.Count - 1]; // or vertices[^1] with
                                          // C# 8.0+ and .NET Core
for (int i = 0; i < vertices.Count; i++) {
    Vector v2 = vertices[i];
    sum += (v2.X - v1.X) * (v2.Y + v1.Y);
    v1 = v2;
}
return sum > 0.0;

这不仅节省了模运算%，还节省了数组索引。

测试(参见与@WDUK的讨论)

public static bool IsClockwise(IList<(double X, double Y)> vertices)
{
    double sum = 0.0;
    var v1 = vertices[^1];
    for (int i = 0; i < vertices.Count; i++) {
        var v2 = vertices[i];
        sum += (v2.X - v1.X) * (v2.Y + v1.Y);
        Console.WriteLine($"(({v2.X,2}) - ({v1.X,2})) * (({v2.Y,2}) + ({v1.Y,2})) = {(v2.X - v1.X) * (v2.Y + v1.Y)}");
        v1 = v2;
    }
    Console.WriteLine(sum);
    return sum > 0.0;
}

public static void Test()
{
    Console.WriteLine(IsClockwise(new[] { (-5.0, -5.0), (-5.0, 5.0), (5.0, 5.0), (5.0, -5.0) }));

    // infinity Symbol
    //Console.WriteLine(IsClockwise(new[] { (-5.0, -5.0), (-5.0, 5.0), (5.0, -5.0), (5.0, 5.0) }));
}

从其中一个顶点开始，计算每条边对应的角度。

第一个和最后一个将是零(所以跳过它们);对于其余部分，角度的正弦值将由归一化与(点[n]-点[0])和(点[n-1]-点[0])的单位长度的叉乘给出。

如果这些值的和是正的，那么你的多边形是逆时针方向绘制的。

求出这些点的质心。

假设有直线从这个点到你们的点。

求line0 line1的两条直线夹角

而不是直线1和直线2

...

...

如果这个角是单调递增的，而不是逆时针递增的，

如果是单调递减，则是顺时针递减

Else(它不是单调的)

你不能决定，所以这是不明智的

我将提出另一个解决方案，因为它很简单，不需要大量的数学运算，它只是使用了基本的代数。计算多边形的带符号面积。如果是负的，点是顺时针的，如果是正的，点是逆时针的。(这与Beta的解决方案非常相似。)

计算带符号的面积: A = 1/2 * (x1*y2 - x2*y1 + x2*y3 - x3*y2 +…+ xn*y1 - x1*yn)

或者在伪代码中:

signedArea = 0
for each point in points:
    x1 = point[0]
    y1 = point[1]
    if point is last point
        x2 = firstPoint[0]
        y2 = firstPoint[1]
    else
        x2 = nextPoint[0]
        y2 = nextPoint[1]
    end if

    signedArea += (x1 * y2 - x2 * y1)
end for
return signedArea / 2

注意，如果你只是检查顺序，你不需要麻烦除以2。

来源:http://mathworld.wolfram.com/PolygonArea.html

对于那些不想“重新发明轮子”的人，我认为值得一提的是，这个检查是在一个名为Shapely (github)的漂亮的Python包中实现的(它基于GEOS C/ c++库):

Shapely is a BSD-licensed Python package for manipulation and analysis of planar geometric objects. It is using the widely deployed open-source geometry library GEOS (the engine of PostGIS, and a port of JTS). Shapely wraps GEOS geometries and operations to provide both a feature rich Geometry interface for singular (scalar) geometries and higher-performance NumPy ufuncs for operations using arrays of geometries. Shapely is not primarily focused on data serialization formats or coordinate systems, but can be readily integrated with packages that are.

来源:https://shapely.readthedocs.io/en/stable/

一个给出OP坐标的小例子:

import numpy as np
from shapely.geometry import Polygon

points = np.array([
    (5,0),
    (6,4),
    (4,5),
    (1,5),
    (1,0)
])

P = Polygon(points)

这是新构造的多边形:

import matplotlib.pyplot as plt

x,y = P.exterior.coords.xy
plt.plot(x,y)
plt.axis('equal')
plt.grid()
plt.show()

你可以直接使用LinearRing的is_ccw属性来检查多边形是CW还是CCW:

type(P.exterior)
>: shapely.geometry.polygon.LinearRing

P.exterior.is_ccw
>: True

如果颠倒:

points = np.flipud(points)
points
>: 
array([[1, 0],
       [1, 5],
       [4, 5],
       [6, 4],
       [5, 0]])


P1 = Polygon(points)

P1.exterior.is_ccw
>: True

进一步阅读的文档和参考资料:

shaely is_ccw (github): https://github.com/shapely/shapely/blob/eba985c6e0170ecdd90c83592fd0afa7ae793cb8/shapely/predicates.py#L72-L108 Libgeos (github): https://github.com/libgeos/geos GEOS API参考:https://libgeos.org/doxygen/classgeos_1_1algorithm_1_1Orientation.html#a5af93795969b80f97d7997195974d7c8 GEOS实现(github): https://github.com/libgeos/geos/blob/ab0ce6dafdf7f75ec6d234b6c65bb209037dda17/src/algorithm/Orientation.cpp#L43-L133