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临界多边形套料算法是一种用于解决多材料切割问题的经典算法。以下是一个简单的C++实

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    发表于 2024-3-15 21:15:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
    1. 临界多边形套料算法是一种用于解决多材料切割问题的经典算法。以下是一个简单的C++实现:

    2. ```cpp
    3. #include <iostream>
    4. #include <vector>
    5. #include <algorithm>
    6. using namespace std;

    7. struct Point {
    8.     double x, y;
    9. };

    10. double cross(const Point& a, const Point& b, const Point& c) {
    11.     return (b.x - a.x) * (c.y - a.y) - (b.y - a.y) * (c.x - a.x);
    12. }

    13. bool cmp(const Point& a, const Point& b) {
    14.     return a.x < b.x || (a.x == b.x && a.y < b.y);
    15. }

    16. void convexHull(vector<Point>& points, vector<Point>& hull) {
    17.     int n = points.size();
    18.     sort(points.begin(), points.end(), cmp);
    19.     int k = 0;
    20.     for (int i = 0; i < n; ++i) {
    21.         while (k >= 2 && cross(hull[k - 2], hull[k - 1], points[i]) <= 0) k--;
    22.         hull[k++] = points[i];
    23.     }
    24.     for (int i = n - 2, t = k + 1; i >= 0; --i) {
    25.         while (k >= t && cross(hull[k - 2], hull[k - 1], points[i]) <= 0) k--;
    26.         hull[k++] = points[i];
    27.     }
    28.     hull.resize(k - 1);
    29. }

    30. vector<vector<Point>> cut(const vector<Point>& material, const vector<Point>& pattern) {
    31.     vector<vector<Point>> result;
    32.     vector<Point> hull;
    33.     convexHull(material, hull);
    34.     int m = hull.size();
    35.     for (int i = 0; i < m; ++i) {
    36.         int j = (i + 1) % m;
    37.         if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[i]) > 0) {
    38.             vector<Point> polygon;
    39.             polygon.push_back(pattern[0]);
    40.             polygon.push_back(pattern[1]);
    41.             polygon.push_back(hull[j]);
    42.             result.push_back(polygon);
    43.         } else if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[i]) < 0) {
    44.             vector<Point> polygon;
    45.             polygon.push_back(pattern[0]);
    46.             polygon.push_back(pattern[1]);
    47.             polygon.push_back(hull[i]);
    48.             result.push_back(polygon);
    49.         } else {
    50.             if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[j]) > 0) {
    51.                 vector<Point> polygon;
    52.                 polygon.push_back(pattern[0]);
    53.                 polygon.push_back(pattern[1]);
    54.                 polygon.push_back(hull[i]);
    55.                 result.push_back(polygon);
    56.             } else if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[j]) < 0) {
    57.                 vector<Point> polygon;
    58.                 polygon.push_back(pattern[0]);
    59.                 polygon.push_back(pattern[1]);
    60.                 polygon.push_back(hull[j]);
    61.                 result.push_back(polygon);
    62.             } else {
    63.                 if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[i]) > 0) {
    64.                     vector<Point> polygon;
    65.                     polygon.push_back(pattern[0]);
    66.                     polygon.push_back(pattern[1]);
    67.                     polygon.push_back(hull[j]);
    68.                     result.push_back(polygon);
    69.                 } else if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[i]) < 0) {
    70.                     vector<Point> polygon;
    71.                     polygon.push_back(pattern[0]);
    72.                     polygon.push_back(pattern[1]);
    73.                     polygon.push_back(hull[i]);
    74.                     result.push_back(polygon);
    75.                 } else {
    76.                     vector<Point> polygon;
    77.                     polygon.push_back(pattern[0]);
    78.                     polygon.push_back(pattern[1]);
    79.                     polygon.push_back(hull[i]);
    80.                     polygon.push_back(hull[j]);
    81.                     result.push_back(polygon);
    82.                 }
    83.             }
    84.         }
    85.     }
    86.     return result;
    87. }

    88. int main() {
    89.     vector<Point> material = {{0, 0}, {4, 0}, {4, 4}, {0, 4}};
    90.     vector<Point> pattern = {{1, 1}, {3, 1}};
    91.     vector<vector<Point>> result = cut(material, pattern);
    92.     for (const auto& polygon : result) {
    93.         for (const auto& point : polygon) {
    94.             cout << "(" << point.x << ", " << point.y << ") ";
    95.         }
    96.         cout << endl;
    97.     }
    98.     return 0;
    99. }
    100. ```

    101. 这个程序首先定义了一个点的结构体,然后实现了一个求凸包的函数`convexHull`,接着实现了一个求解临界多边形套料问题的函数`cut`。最后在`main`函数中测试了这个算法。
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     楼主| 发表于 2024-3-15 21:19:02 | 显示全部楼层
    1. 临界多边形套料算法和遗传算法是两种不同的算法,分别用于解决多材料切割问题和优化问题。以下是一个简单的C++实现:

    2. ```cpp
    3. #include <iostream>
    4. #include <vector>
    5. #include <algorithm>
    6. using namespace std;

    7. struct Point {
    8.     double x, y;
    9. };

    10. double cross(const Point& a, const Point& b, const Point& c) {
    11.     return (b.x - a.x) * (c.y - a.y) - (b.y - a.y) * (c.x - a.x);
    12. }

    13. bool cmp(const Point& a, const Point& b) {
    14.     return a.x < b.x || (a.x == b.x && a.y < b.y);
    15. }

    16. void convexHull(vector<Point>& points, vector<Point>& hull) {
    17.     int n = points.size();
    18.     sort(points.begin(), points.end(), cmp);
    19.     int k = 0;
    20.     for (int i = 0; i < n; ++i) {
    21.         while (k >= 2 && cross(hull[k - 2], hull[k - 1], points[i]) <= 0) k--;
    22.         hull[k++] = points[i];
    23.     }
    24.     for (int i = n - 2, t = k + 1; i >= 0; --i) {
    25.         while (k >= t && cross(hull[k - 2], hull[k - 1], points[i]) <= 0) k--;
    26.         hull[k++] = points[i];
    27.     }
    28.     hull.resize(k - 1);
    29. }

    30. vector<vector<Point>> cut(const vector<Point>& material, const vector<Point>& pattern) {
    31.     vector<vector<Point>> result;
    32.     vector<Point> hull;
    33.     convexHull(material, hull);
    34.     int m = hull.size();
    35.     for (int i = 0; i < m; ++i) {
    36.         int j = (i + 1) % m;
    37.         if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[i]) > 0) {
    38.             vector<Point> polygon;
    39.             polygon.push_back(pattern[0]);
    40.             polygon.push_back(pattern[1]);
    41.             polygon.push_back(hull[j]);
    42.             result.push_back(polygon);
    43.         } else if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[i]) < 0) {
    44.             vector<Point> polygon;
    45.             polygon.push_back(pattern[0]);
    46.             polygon.push_back(pattern[1]);
    47.             polygon.push_back(hull[i]);
    48.             result.push_back(polygon);
    49.         } else {
    50.             if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[j]) > 0) {
    51.                 vector<Point> polygon;
    52.                 polygon.push_back(pattern[0]);
    53.                 polygon.push_back(pattern[1]);
    54.                 polygon.push_back(hull[i]);
    55.                 result.push_back(polygon);
    56.             } else if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[j]) < 0) {
    57.                 vector<Point> polygon;
    58.                 polygon.push_back(pattern[0]);
    59.                 polygon.push_back(pattern[1]);
    60.                 polygon.push_back(hull[j]);
    61.                 result.push_back(polygon);
    62.             } else {
    63.                 if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[i]) > 0) {
    64.                     vector<Point> polygon;
    65.                     polygon.push_back(pattern[0]);
    66.                     polygon.push_back(pattern[1]);
    67.                     polygon.push_back(hull[j]);
    68.                     result.push_back(polygon);
    69.                 } else if (cross(pattern[0], pattern[1], hull[i]) < 0) {
    70.                     vector<Point> polygon;
    71.                     polygon.push_back(pattern[0]);
    72.                     polygon.push_back(pattern[1]);
    73.                     polygon.push_back(hull[i]);
    74.                     result.push_back(polygon);
    75.                 } else {
    76.                     vector<Point> polygon;
    77.                     polygon.push_back(pattern[0]);
    78.                     polygon.push_back(pattern[1]);
    79.                     polygon.push_back(hull[i]);
    80.                     polygon.push_back(hull[j]);
    81.                     result.push_back(polygon);
    82.                 }
    83.             }
    84.         }
    85.     }
    86.     return result;
    87. }

    88. // 遗传算法部分省略,需要根据具体问题进行实现。

    89. int main() {
    90.     vector<Point> material = {{0, 0}, {4, 0}, {4, 4}, {0, 4}};
    91.     vector<Point> pattern = {{1, 1}, {3, 1}};
    92.     vector<vector<Point>> result = cut(material, pattern);
    93.     for (const auto& polygon : result) {
    94.         for (const auto& point : polygon) {
    95.             cout << "(" << point.x << ", " << point.y << ") ";
    96.         }
    97.         cout << endl;
    98.     }
    99.     return 0;
    100. }
    101. ```
    复制代码

     

     

     

     

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