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二维点集凸壳问题与凸壳算法描述

时间:2022-10-17 百科知识 版权反馈
【摘要】:如果线段QiQj总不在多边形Q外,则称Q为凸多边形。如果凸多边形Q顶点QiS∈,且Q是可覆盖S中各点的最小凸多边形;则称凸多边形Q为二维点集S的凸壳,简称点集凸壳或凸壳。定义1.15 凡能构造性生成给定二维点集S={Pi│1≤i≤m,3≤m<∞}的二维凸壳的算法,统称二维点集凸壳生成算法,简称点集凸壳算法或凸壳算法。二维凸壳问题的几何原型,可简单而形象地进行说明,如图1.13所示。

1.3.1 二维点集凸壳问题与凸壳算法描述

定义1.12 设多边形Q的顶点是给定平面内的点Q1(x1,y1),Q2(x2,y2),…,Qn(xn,yn)。如果线段QiQj(i≠j,1≤i≤n,1≤j≤n,3≤n<+∞)总不在多边形Q外,则称Q为凸多边形。

定义1.13 设二维点集S={Pi(xi,yi)│1≤i≤m,3≤m<∞}由给定平面内的点构成。如果凸多边形Q顶点QiS∈,且Q是可覆盖S中各点的最小凸多边形;则称凸多边形Q为二维点集S的凸壳,简称点集凸壳或凸壳。

定义1.14 如何寻求给定二维点集S={Pi(xi,yi)│1≤i≤m,3≤m<+∞}的二维凸壳,称为二维点集凸壳(简称点集凸壳或二维凸壳)问题。

定义1.15 凡能构造性生成给定二维点集S={Pi(xi,yi)│1≤i≤m,3≤m<∞}的二维凸壳的算法,统称二维点集凸壳生成算法,简称点集凸壳算法或凸壳算法。

二维凸壳问题的几何原型,可简单而形象地进行说明,如图1.13所示。对1≤i≤m,在木板的点集中各点Pi(xi,yi)处分别钉1个图钉,再用一条橡皮带从外沿绷紧围绕这些图钉。显然有:首先,被缠紧的橡皮带必恰好构成一个凸多边形Q;其次,所有图钉总不在该橡皮带(即:凸多边形Q)所围成的区域之外。

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图1.13 二维凸壳问题几何原型的形象说明示意图

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