我在制作这款游戏时开发了这个算法:https://mshwf.github.io/mates/

如果圆与正方形接触，那么圆的中心线与正方形中心线之间的距离应该等于(直径+边)/2。 让我们有一个名为touching的变量来保存这个距离。问题是:我应该考虑哪条中心线:水平的还是垂直的? 考虑这个框架:

每条中心线给出了不同的距离，只有一条是没有碰撞的正确指示，但利用人类的直觉是理解自然算法如何工作的开始。

They are not touching, which means that the distance between the two centerlines should be greater than touching, which means that the natural algorithm picks the horizontal centerlines (the vertical centerlines says there's a collision!). By noticing multiple circles, you can tell: if the circle intersects with the vertical extension of the square, then we pick the vertical distance (between the horizontal centerlines), and if the circle intersects with the horizontal extension, we pick the horizontal distance:

另一个例子，圆4:它与正方形的水平延伸相交，那么我们考虑水平距离等于接触。

Ok, the tough part is demystified, now we know how the algorithm will work, but how we know with which extension the circle intersects? It's easy actually: we calculate the distance between the most right x and the most left x (of both the circle and the square), and the same for the y-axis, the one with greater value is the axis with the extension that intersects with the circle (if it's greater than diameter+side then the circle is outside the two square extensions, like circle #7). The code looks like:

right = Math.max(square.x+square.side, circle.x+circle.rad);
left = Math.min(square.x, circle.x-circle.rad);

bottom = Math.max(square.y+square.side, circle.y+circle.rad);
top = Math.min(square.y, circle.y-circle.rad);

if (right - left > down - top) {
 //compare with horizontal distance
}
else {
 //compare with vertical distance
}

/*These equations assume that the reference point of the square is at its top left corner, and the reference point of the circle is at its center*/

圆与矩形相交只有两种情况:

圆的中心在矩形的内部，或者 矩形的一条边在圆上有一个点。

注意，这并不要求矩形与轴平行。

(一种方法是:如果没有一条边在圆中有点(如果所有的边都完全“在”圆外)，那么圆仍然可以与多边形相交的唯一方法是它完全位于多边形内部。)

有了这样的见解，就可以像下面这样工作，其中圆的中心是P，半径是R，矩形的顶点是A, B, C, D(不完整的代码):

def intersect(Circle(P, R), Rectangle(A, B, C, D)):
    S = Circle(P, R)
    return (pointInRectangle(P, Rectangle(A, B, C, D)) or
            intersectCircle(S, (A, B)) or
            intersectCircle(S, (B, C)) or
            intersectCircle(S, (C, D)) or
            intersectCircle(S, (D, A)))

如果你在写任何几何，你的库中可能已经有了上面的函数。否则，pointInRectangle()可以用几种方式实现;任何一般的多边形点方法都可以工作，但对于矩形，你可以检查这是否有效:

0 ≤ AP·AB ≤ AB·AB and 0 ≤ AP·AD ≤ AD·AD

intersectCircle()也很容易实现:一种方法是检查从P到直线的垂线的脚是否足够近并且在端点之间，否则检查端点。

最酷的是，同样的想法不仅适用于矩形，而且适用于一个圆与任何简单多边形的交点——甚至不必是凸多边形!

首先检查矩形和与圆相切的正方形是否重叠(简单)。如果它们不重叠，就不会碰撞。 检查圆的中心是否在矩形内(简单)。如果它在里面，它们就会碰撞。 计算矩形边到圆中心的最小平方距离(略硬)。如果小于半径的平方，它们就会碰撞，否则不会。

它是有效的，因为:

首先，它用一个便宜的算法检查最常见的场景，当它确定它们没有碰撞时，它就结束了。 然后它用一个廉价的算法检查下一个最常见的场景(不要计算平方根，使用平方值)，当它确定它们碰撞时，它就结束了。 然后它执行更昂贵的算法来检查与矩形边框的碰撞。

球面和矩形相交于IIF 圆心和矩形的一个顶点之间的距离小于球体的半径 或 圆心与矩形的一条边之间的距离小于球面的半径([点线距离]) 或 圆的中心在矩形的内部 一点上距离:

P1 = [x1,y1]
P2 = [x2,y2]
Distance = sqrt(abs(x1 - x2)+abs(y1-y2))

点线路距离:

L1 = [x1,y1],L2 = [x2,y2] (two points of your line, ie the vertex points)
P1 = [px,py] some point

Distance d =  abs( (x2-x1)(y1-py)-(x1-px)(y2-y1) ) / Distance(L1,L2)

矩形内圆中心: 采用分离轴的方法:如果存在一个投影到一条直线上，将矩形与点分开，它们就不相交

您将点投影在平行于矩形边的直线上，然后可以很容易地确定它们是否相交。如果它们不在所有4个投影上相交，它们(点和矩形)就不能相交。

你只需要内积(x= [x1,x2]，y = [y1,y2]，x *y = x1*y1 + x2*y2)

你的测试应该是这样的:

//rectangle edges: TL (top left), TR (top right), BL (bottom left), BR (bottom right)
//point to test: POI

seperated = false
for egde in { {TL,TR}, {BL,BR}, {TL,BL},{TR-BR} }:  // the edges
    D = edge[0] - edge[1]
    innerProd =  D * POI
    Interval_min = min(D*edge[0],D*edge[1])
    Interval_max = max(D*edge[0],D*edge[1])
    if not (  Interval_min ≤ innerProd ≤  Interval_max ) 
           seperated = true
           break  // end for loop 
    end if
end for
if (seperated is true)    
      return "no intersection"
else 
      return "intersection"
end if

它没有假设一个轴对齐的矩形，并且很容易扩展用于测试凸集之间的交集。

这是最快的解决方案:

public static boolean intersect(Rectangle r, Circle c)
{
    float cx = Math.abs(c.x - r.x - r.halfWidth);
    float xDist = r.halfWidth + c.radius;
    if (cx > xDist)
        return false;
    float cy = Math.abs(c.y - r.y - r.halfHeight);
    float yDist = r.halfHeight + c.radius;
    if (cy > yDist)
        return false;
    if (cx <= r.halfWidth || cy <= r.halfHeight)
        return true;
    float xCornerDist = cx - r.halfWidth;
    float yCornerDist = cy - r.halfHeight;
    float xCornerDistSq = xCornerDist * xCornerDist;
    float yCornerDistSq = yCornerDist * yCornerDist;
    float maxCornerDistSq = c.radius * c.radius;
    return xCornerDistSq + yCornerDistSq <= maxCornerDistSq;
}

注意执行顺序，一半的宽度/高度是预先计算好的。此外，平方是“手动”完成的，以节省一些时钟周期。

这个函数检测Circle和Rectangle之间的碰撞(交集)。他的回答类似于e.James的方法，但这个方法检测矩形的所有角(不仅仅是右角)的碰撞。

注意:

aRect.origin.x和aRect.origin.y是矩形左下角的坐标!

aCircle。x和圆。y为圆心坐标!

static inline BOOL RectIntersectsCircle(CGRect aRect, Circle aCircle) {

    float testX = aCircle.x;
    float testY = aCircle.y;

    if (testX < aRect.origin.x)
        testX = aRect.origin.x;
    if (testX > (aRect.origin.x + aRect.size.width))
        testX = (aRect.origin.x + aRect.size.width);
    if (testY < aRect.origin.y)
        testY = aRect.origin.y;
    if (testY > (aRect.origin.y + aRect.size.height))
        testY = (aRect.origin.y + aRect.size.height);

    return ((aCircle.x - testX) * (aCircle.x - testX) + (aCircle.y - testY) * (aCircle.y - testY)) < aCircle.radius * aCircle.radius;
}