我试图写一个c++程序,从用户获取以下输入来构造矩形(2和5之间):高度,宽度,x-pos, y-pos。所有这些矩形都平行于x轴和y轴,也就是说它们所有边的斜率都是0或无穷大。

我试图实现这个问题中提到的东西,但我没有太多的运气。

我目前的实现如下:

// Gets all the vertices for Rectangle 1 and stores them in an array -> arrRect1
// point 1 x: arrRect1[0], point 1 y: arrRect1[1] and so on...
// Gets all the vertices for Rectangle 2 and stores them in an array -> arrRect2

// rotated edge of point a, rect 1
int rot_x, rot_y;
rot_x = -arrRect1[3];
rot_y = arrRect1[2];
// point on rotated edge
int pnt_x, pnt_y;
pnt_x = arrRect1[2]; 
pnt_y = arrRect1[3];
// test point, a from rect 2
int tst_x, tst_y;
tst_x = arrRect2[0];
tst_y = arrRect2[1];

int value;
value = (rot_x * (tst_x - pnt_x)) + (rot_y * (tst_y - pnt_y));
cout << "Value: " << value;  

然而,我不太确定(a)我是否已经正确地实现了我链接的算法,或者如果我确实如何解释这一点?

有什么建议吗?


当前回答

在问题中,你链接到矩形旋转角度任意时的数学。然而,如果我理解了问题中关于角度的部分,我就会理解为所有的矩形都是相互垂直的。

一般已知重叠面积的公式为:

举个例子:

   1   2   3   4   5   6

1  +---+---+
   |       |   
2  +   A   +---+---+
   |       | B     |
3  +       +   +---+---+
   |       |   |   |   |
4  +---+---+---+---+   +
               |       |
5              +   C   +
               |       |
6              +---+---+

1)收集所有的x坐标(包括左边和右边)到一个列表中,然后排序并删除重复的

1 3 4 5 6

2)收集所有的y坐标(包括顶部和底部)到一个列表中,然后排序并删除重复的

1 2 3 4 6

3)通过唯一x坐标之间的间隙数量*唯一y坐标之间的间隙数量创建一个2D数组。

4 * 4

4)将所有矩形绘制到这个网格中,增加每个单元格的计数:

   1   3   4   5   6

1  +---+
   | 1 | 0   0   0
2  +---+---+---+
   | 1 | 1 | 1 | 0
3  +---+---+---+---+
   | 1 | 1 | 2 | 1 |
4  +---+---+---+---+
     0   0 | 1 | 1 |
6          +---+---+

5)当你绘制矩形时,很容易截取重叠部分。

其他回答

这是一个用c++快速检查两个矩形是否重叠的方法:

return std::max(rectA.left, rectB.left) < std::min(rectA.right, rectB.right)
    && std::max(rectA.top, rectB.top) < std::min(rectA.bottom, rectB.bottom);

它的工作原理是计算相交矩形的左右边界,然后比较它们:如果右边界等于或小于左边界,这意味着交点是空的,因此矩形不重叠;否则,它将再次尝试顶部和底部边框。

What is the advantage of this method over the conventional alternative of 4 comparisons? It's about how modern processors are designed. They have something called branch prediction, which works well when the result of a comparison is always the same, but have a huge performance penalty otherwise. However, in the absence of branch instructions, the CPU performs quite well. By calculating the borders of the intersection instead of having two separate checks for each axis, we're saving two branches, one per pair.

如果第一个比较有很高的错误几率,那么四个比较方法可能比这个方法更好。但这是非常罕见的,因为这意味着第二个矩形通常在第一个矩形的左边,而不是在右边或重叠;大多数情况下,您需要检查第一个矩形的两侧,这通常会使分支预测的优势失效。

根据矩形的预期分布,这种方法还可以进一步改进:

If you expect the checked rectangles to be predominantly to the left or right of each other, then the method above works best. This is probably the case, for example, when you're using the rectangle intersection to check collisions for a game, where the game objects are predominantly distributed horizontally (e.g. a SuperMarioBros-like game). If you expect the checked rectangles to be predominantly to the top or bottom of each other, e.g. in an Icy Tower type of game, then checking top/bottom first and left/right last will probably be faster:

return std::max(rectA.top, rectB.top) < std::min(rectA.bottom, rectB.bottom)
    && std::max(rectA.left, rectB.left) < std::min(rectA.right, rectB.right);

然而,如果相交的概率接近于不相交的概率,那么最好有一个完全无分支的替代方案:

return std::max(rectA.left, rectB.left) < std::min(rectA.right, rectB.right)
     & std::max(rectA.top, rectB.top) < std::min(rectA.bottom, rectB.bottom);

(注意&&变成了一个&)

问你自己一个相反的问题:我如何确定两个矩形是否完全不相交?显然,矩形a完全在矩形B的左边不相交。如果A完全在右边。同样,如果A完全高于B或完全低于B,在任何其他情况下,A和B相交。

以下内容可能有bug,但我对算法相当有信心:

struct Rectangle { int x; int y; int width; int height; };

bool is_left_of(Rectangle const & a, Rectangle const & b) {
   if (a.x + a.width <= b.x) return true;
   return false;
}
bool is_right_of(Rectangle const & a, Rectangle const & b) {
   return is_left_of(b, a);
}

bool not_intersect( Rectangle const & a, Rectangle const & b) {
   if (is_left_of(a, b)) return true;
   if (is_right_of(a, b)) return true;
   // Do the same for top/bottom...
 }

bool intersect(Rectangle const & a, Rectangle const & b) {
  return !not_intersect(a, b);
}

我已经实现了c#版本,它很容易转换为c++。

public bool Intersects ( Rectangle rect )
{
  float ulx = Math.Max ( x, rect.x );
  float uly = Math.Max ( y, rect.y );
  float lrx = Math.Min ( x + width, rect.x + rect.width );
  float lry = Math.Min ( y + height, rect.y + rect.height );

  return ulx <= lrx && uly <= lry;
}

设这两个矩形是矩形A和矩形b,设它们的中心为A1和B1 (A1和B1的坐标很容易求出来),设高为Ha和Hb,宽为Wa和Wb,设dx为A1和B1之间的宽度(x), dy为A1和B1之间的高度(y)。

现在我们可以说我们可以说A和B重叠,当

if(!(dx > Wa+Wb)||!(dy > Ha+Hb)) returns true

不要认为坐标表示像素的位置。把它们想象成像素之间。这样,2x2矩形的面积应该是4,而不是9。

bool bOverlap = !((A.Left >= B.Right || B.Left >= A.Right)
               && (A.Bottom >= B.Top || B.Bottom >= A.Top));