我认为这是迄今为止所有答案中最简洁的一个。

例如，假设我们有一个多边形，它带有多边形凹，看起来像这样:

大多边形顶点的二维坐标为

[[139, 483], [227, 792], [482, 849], [523, 670], [352, 330]]

方框顶点的坐标为

[[248, 518], [336, 510], [341, 614], [250, 620]]

空心三角形顶点的坐标为

[[416, 531], [505, 517], [495, 616]]

假设我们想要测试两个点[296,557]和[422,730]，如果它们在红色区域内(不包括边缘)。如果我们定位这两个点，它将是这样的:

显然，[296,557]不在读取区域内，而[422,730]在。

我的解决方案是基于圈数算法。下面是我只使用numpy的4行python代码:

def detect(points, *polygons):
    import numpy as np
    endpoint1 = np.r_[tuple(np.roll(p, 1, 0) for p in polygons)][:, None] - points
    endpoint2 = np.r_[polygons][:, None] - points
    p1, p2 = np.cross(endpoint1, endpoint2), np.einsum('...i,...i', endpoint1, endpoint2)
    return ~((p1.sum(0) < 0) ^ (abs(np.arctan2(p1, p2).sum(0)) > np.pi) | ((p1 == 0) & (p2 <= 0)).any(0))

要测试实现:

points = [[296, 557], [422, 730]]
polygon1 = [[139, 483], [227, 792], [482, 849], [523, 670], [352, 330]]
polygon2 = [[248, 518], [336, 510], [341, 614], [250, 620]]
polygon3 = [[416, 531], [505, 517], [495, 616]]

print(detect(points, polygon1, polygon2, polygon3))

输出:

[False  True]

nirg的c#版本的答案在这里:我只分享代码。这可能会节省一些时间。

public static bool IsPointInPolygon(IList<Point> polygon, Point testPoint) {
            bool result = false;
            int j = polygon.Count() - 1;
            for (int i = 0; i < polygon.Count(); i++) {
                if (polygon[i].Y < testPoint.Y && polygon[j].Y >= testPoint.Y || polygon[j].Y < testPoint.Y && polygon[i].Y >= testPoint.Y) {
                    if (polygon[i].X + (testPoint.Y - polygon[i].Y) / (polygon[j].Y - polygon[i].Y) * (polygon[j].X - polygon[i].X) < testPoint.X) {
                        result = !result;
                    }
                }
                j = i;
            }
            return result;
        }

下面是Rust版本的@nirg答案(Philipp Lenssen javascript版本) 我给出这个答案是因为我从这个网站得到了很多帮助，我翻译javascript版本rust作为一个练习，希望可以帮助一些人，最后一个原因是，在我的工作中，我会把这段代码翻译成一个wasm，以提高我的画布的性能，这是一个开始。我的英语很差……,请原谅我 ｀

pub struct Point {
    x: f32,
    y: f32,
}
pub fn point_is_in_poly(pt: Point, polygon: &Vec<Point>) -> bool {
    let mut is_inside = false;

    let max_x = polygon.iter().map(|pt| pt.x).reduce(f32::max).unwrap();
    let min_x = polygon.iter().map(|pt| pt.x).reduce(f32::min).unwrap();
    let max_y = polygon.iter().map(|pt| pt.y).reduce(f32::max).unwrap();
    let min_y = polygon.iter().map(|pt| pt.y).reduce(f32::min).unwrap();

    if pt.x < min_x || pt.x > max_x || pt.y < min_y || pt.y > max_y {
        return is_inside;
    }

    let len = polygon.len();
    let mut j = len - 1;

    for i in 0..len {
        let y_i_value = polygon[i].y > pt.y;
        let y_j_value = polygon[j].y > pt.y;
        let last_check = (polygon[j].x - polygon[i].x) * (pt.y - polygon[i].y)
            / (polygon[j].y - polygon[i].y)
            + polygon[i].x;
        if y_i_value != y_j_value && pt.x < last_check {
            is_inside = !is_inside;
        }
        j = i;
    }
    is_inside
}


let pt = Point {
    x: 1266.753,
    y: 97.655,
};
let polygon = vec![
    Point {
        x: 725.278,
        y: 203.586,
    },
    Point {
        x: 486.831,
        y: 441.931,
    },
    Point {
        x: 905.77,
        y: 445.241,
    },
    Point {
        x: 1026.649,
        y: 201.931,
    },
];
let pt1 = Point {
    x: 725.278,
    y: 203.586,
};
let pt2 = Point {
    x: 872.652,
    y: 321.103,
};
println!("{}", point_is_in_poly(pt, &polygon));// false
println!("{}", point_is_in_poly(pt1, &polygon)); // true
println!("{}", point_is_in_poly(pt2, &polygon));// true

`

下面是golang版本的@nirg答案(灵感来自于@@m-katz的c#代码)

func isPointInPolygon(polygon []point, testp point) bool {
    minX := polygon[0].X
    maxX := polygon[0].X
    minY := polygon[0].Y
    maxY := polygon[0].Y

    for _, p := range polygon {
        minX = min(p.X, minX)
        maxX = max(p.X, maxX)
        minY = min(p.Y, minY)
        maxY = max(p.Y, maxY)
    }

    if testp.X < minX || testp.X > maxX || testp.Y < minY || testp.Y > maxY {
        return false
    }

    inside := false
    j := len(polygon) - 1
    for i := 0; i < len(polygon); i++ {
        if (polygon[i].Y > testp.Y) != (polygon[j].Y > testp.Y) && testp.X < (polygon[j].X-polygon[i].X)*(testp.Y-polygon[i].Y)/(polygon[j].Y-polygon[i].Y)+polygon[i].X {
            inside = !inside
        }
        j = i
    }

    return inside
}

简单的解决方案是将多边形划分为三角形，并按这里解释的那样对三角形进行测试

如果你的多边形是凸多边形，可能有更好的方法。把这个多边形看作是无限条线的集合。每一行将空间一分为二。对于每一个点，很容易判断它是在直线的一边还是另一边。如果一个点在所有直线的同一侧，那么它在多边形内。

为了完整性，这里是nirg提供的算法的lua实现，由Mecki讨论:

function pnpoly(area, test)
    local inside = false
    local tx, ty = table.unpack(test)
    local j = #area
    for i=1, #area do
        local vxi, vyi = table.unpack(area[i])
        local vxj, vyj = table.unpack(area[j])
        if (vyi > ty) ~= (vyj > ty)
        and tx < (vxj - vxi)*(ty - vyi)/(vyj - vyi) + vxi
        then
            inside = not inside
        end
        j = i
    end
    return inside
end

变量区域是一个点的表，这些点依次存储为2D表。例子:

> A = {{2, 1}, {1, 2}, {15, 3}, {3, 4}, {5, 3}, {4, 1.5}}
> T = {2, 1.1}
> pnpoly(A, T)
true

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