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

这是OpenLayers 2的实现函数。有一个顺时针多边形的条件是面积< 0，这是由这个参考确定的。

function IsClockwise(feature)
{
    if(feature.geometry == null)
        return -1;

    var vertices = feature.geometry.getVertices();
    var area = 0;

    for (var i = 0; i < (vertices.length); i++) {
        j = (i + 1) % vertices.length;

        area += vertices[i].x * vertices[j].y;
        area -= vertices[j].x * vertices[i].y;
        // console.log(area);
    }

    return (area < 0);
}

在测试了几个不可靠的实现之后，在CW/CCW方向方面提供令人满意结果的算法是由OP在这个线程(shoelace_formula_3)中发布的算法。

与往常一样，正数表示CW方向，而负数表示CCW方向。

以下是基于上述答案的swift 3.0解决方案:

    for (i, point) in allPoints.enumerated() {
        let nextPoint = i == allPoints.count - 1 ? allPoints[0] : allPoints[i+1]
        signedArea += (point.x * nextPoint.y - nextPoint.x * point.y)
    }

    let clockwise  = signedArea < 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