我如何确定两条直线是否相交，如果相交，在x,y点处?
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问题可以简化成这样一个问题:从A到B和从C到D的两条直线相交吗?然后你可以问它四次(在直线和矩形的四条边之间)。
这是做这个的矢量数学。假设A到B的直线就是问题中的直线C到D的直线是其中一条矩形直线。我的表示法是Ax是A的x坐标Cy是c的y坐标“*”表示点积，例如A*B = Ax*Bx + Ay*By。
E = B-A = ( Bx-Ax, By-Ay )
F = D-C = ( Dx-Cx, Dy-Cy )
P = ( -Ey, Ex )
h = ( (A-C) * P ) / ( F * P )
h是键。如果h在0和1之间，两条线相交，否则不相交。如果F*P为零，当然不能进行计算，但在这种情况下，直线是平行的，因此只有在明显的情况下才相交。
交点是C + F*h。
更多的乐趣:
如果h恰好等于0或1，两条直线的端点相交。你可以认为这是一个“交集”，也可以认为不是。
具体来说，h是直线长度乘以多少才能恰好与另一条直线相交。
因此，如果h<0，这意味着矩形线在给定直线的“后面”(“方向”是“从A到B”)，如果h>1，矩形线在给定直线的“前面”。
推导:
A和C是指向直线起点的向量;E和F是由A和C端点组成的直线。
对于平面上任意两条不平行线，必须恰好有一对标量g和h，使得这个方程成立:
A + E*g = C + F*h
为什么?因为两条不平行线必须相交，这意味着你可以将这两条线按一定比例缩放并相互接触。
(起初，这看起来像一个有两个未知数的方程!但当你考虑到这是一个二维矢量方程时，它就不是，这意味着这是一对x和y的方程)
我们必须消去其中一个变量。一个简单的方法是使E项为零。要做到这一点，用一个向量对方程两边做点积这个向量与E点乘到0，我把上面的向量称为P，我做了E的明显变换。
你现在有:
A*P = C*P + F*P*h
(A-C)*P = (F*P)*h
( (A-C)*P ) / (F*P) = h
其他回答
问题C:如何检测两条线段是否相交?
我也搜索过同样的话题，但我对答案并不满意。所以我写了一篇文章，非常详细地解释了如何检查两条线段是否与大量图像相交。这是完整的(并经过测试的)java代码。
以下是这篇文章，截取了最重要的部分:
检查线段a是否与线段b相交的算法如下所示:
什么是边界框?下面是两个线段的边界框:
如果两个边界框都有交点，则移动线段a，使其中一点在(0|0)处。现在你有了一条经过a定义的原点的直线，现在以同样的方式移动线段b，检查线段b的新点是否在直线a的不同两侧。如果是这样，则反过来检查。如果也是这样，线段相交。如果不相交，它们就不相交。
问题A:两条线段在哪里相交?
你知道两条线段a和b相交。如果你不知道，用我在C题中给你的工具检查一下。
现在你可以通过一些情况，并得到解决与七年级数学(见代码和交互示例)。
问题B:你如何检测两条线是否相交?
假设点A = (x1, y1)点B = (x2, y2) C = (x_3, y_3) D = (x_4, y_4) 第一行由AB定义(A != B)，第二行由CD定义(C != D)。
function doLinesIntersect(AB, CD) {
if (x1 == x2) {
return !(x3 == x4 && x1 != x3);
} else if (x3 == x4) {
return true;
} else {
// Both lines are not parallel to the y-axis
m1 = (y1-y2)/(x1-x2);
m2 = (y3-y4)/(x3-x4);
return m1 != m2;
}
}
问题D:两条直线在哪里相交?
检查问题B，它们是否相交。
直线a和b由每条直线上的两个点定义。 你基本上可以用和问题A相同的逻辑。
上面有很多解决方案，但我认为下面的解决方案很简单，很容易理解。
矢量AB和矢量CD相交当且仅当
端点a和b在线段CD的两边。 端点c和d在线段AB的对边。
更具体地说，a和b在线段CD的对面当且仅当两个三元组中有一个是逆时针顺序的。
Intersect(a, b, c, d)
if CCW(a, c, d) == CCW(b, c, d)
return false;
else if CCW(a, b, c) == CCW(a, b, d)
return false;
else
return true;
这里的CCW代表逆时针，根据点的方向返回真/假。
来源:http://compgeom.cs.uiuc.edu/~jeffe/teaching/373/notes/x06-sweepline.pdf 第二页
如果矩形的每条边都是一条线段，并且用户绘制的部分也是一条线段，那么您只需检查用户绘制的线段是否与四条边线段相交。这应该是一个相当简单的练习，给定每个段的起点和终点。
问题可以简化成这样一个问题:从A到B和从C到D的两条直线相交吗?然后你可以问它四次(在直线和矩形的四条边之间)。
这是做这个的矢量数学。假设A到B的直线就是问题中的直线C到D的直线是其中一条矩形直线。我的表示法是Ax是A的x坐标Cy是c的y坐标“*”表示点积，例如A*B = Ax*Bx + Ay*By。
E = B-A = ( Bx-Ax, By-Ay )
F = D-C = ( Dx-Cx, Dy-Cy )
P = ( -Ey, Ex )
h = ( (A-C) * P ) / ( F * P )
h是键。如果h在0和1之间，两条线相交，否则不相交。如果F*P为零，当然不能进行计算，但在这种情况下，直线是平行的，因此只有在明显的情况下才相交。
交点是C + F*h。
更多的乐趣:
如果h恰好等于0或1，两条直线的端点相交。你可以认为这是一个“交集”，也可以认为不是。
具体来说，h是直线长度乘以多少才能恰好与另一条直线相交。
因此，如果h<0，这意味着矩形线在给定直线的“后面”(“方向”是“从A到B”)，如果h>1，矩形线在给定直线的“前面”。
推导:
A和C是指向直线起点的向量;E和F是由A和C端点组成的直线。
对于平面上任意两条不平行线，必须恰好有一对标量g和h，使得这个方程成立:
A + E*g = C + F*h
为什么?因为两条不平行线必须相交，这意味着你可以将这两条线按一定比例缩放并相互接触。
(起初，这看起来像一个有两个未知数的方程!但当你考虑到这是一个二维矢量方程时，它就不是，这意味着这是一对x和y的方程)
我们必须消去其中一个变量。一个简单的方法是使E项为零。要做到这一点，用一个向量对方程两边做点积这个向量与E点乘到0，我把上面的向量称为P，我做了E的明显变换。
你现在有:
A*P = C*P + F*P*h
(A-C)*P = (F*P)*h
( (A-C)*P ) / (F*P) = h
FWIW，下面的函数(在C中)既检测线的交点，又确定交点。这是基于Andre LeMothe的“Tricks of the Windows Game Programming Gurus”中的一个算法。这与其他答案(例如Gareth的答案)中的一些算法并没有什么不同。然后LeMothe使用克莱默法则(不要问我)来解这些方程。
我可以证明它在我的小行星克隆中起作用，并且似乎正确地处理了Elemental, Dan和Wodzu在其他答案中描述的边缘情况。它也可能比KingNestor发布的代码快，因为它都是乘法和除法，没有平方根!
我想这里有一些除以0的可能性，尽管在我的例子中这不是问题。很容易修改以避免崩溃。
// Returns 1 if the lines intersect, otherwise 0. In addition, if the lines
// intersect the intersection point may be stored in the floats i_x and i_y.
char get_line_intersection(float p0_x, float p0_y, float p1_x, float p1_y,
float p2_x, float p2_y, float p3_x, float p3_y, float *i_x, float *i_y)
{
float s1_x, s1_y, s2_x, s2_y;
s1_x = p1_x - p0_x; s1_y = p1_y - p0_y;
s2_x = p3_x - p2_x; s2_y = p3_y - p2_y;
float s, t;
s = (-s1_y * (p0_x - p2_x) + s1_x * (p0_y - p2_y)) / (-s2_x * s1_y + s1_x * s2_y);
t = ( s2_x * (p0_y - p2_y) - s2_y * (p0_x - p2_x)) / (-s2_x * s1_y + s1_x * s2_y);
if (s >= 0 && s <= 1 && t >= 0 && t <= 1)
{
// Collision detected
if (i_x != NULL)
*i_x = p0_x + (t * s1_x);
if (i_y != NULL)
*i_y = p0_y + (t * s1_y);
return 1;
}
return 0; // No collision
}
顺便说一句，我必须说，在LeMothe的书中，虽然他显然得到了正确的算法，但他展示的具体示例插入了错误的数字，并且计算错误。例如:
(4 * (4-1) + 12 * (7-1))/(17 * 4 + 12 * 10) = 844/0.88 = 0.44
这让我困惑了好几个小时。：(
