דרישות קדם: BIT בהינתן קטעי קו 'n' כל אחד מהם הוא אופקי או אנכי, מצא את המספר המרבי של משולשים (כולל משולשים עם שטח אפס) שניתן ליצור על ידי צירוף נקודות החיתוך של קטעי הישר. אין שני קטעי קו אופקיים חופפים וגם לא שני קטעי קו אנכיים. קו מיוצג באמצעות שתי נקודות (ארבעה מספרים שלמים ראשונים ושתיים הן קואורדינטות x ו- y בהתאמה עבור הנקודה הראשונה והשתיים האחרות הן קואורדינטות x ו- y עבור הנקודה השנייה) דוגמאות:
| ---|-------|-- | | ----- | --|--|- | | | | For the above line segments there are four points of intersection between vertical and horizontal lines every three out of which form a triangle so there can be 4C3 triangles.
הרעיון מבוסס על אלגוריתם קו טאטא . בניית פתרון בשלבים:
- אחסן את שתי הנקודות של כל קטעי הקו עם האירוע המתאים (מתואר להלן) בווקטור ומיין את כל הנקודות בסדר לא יורד של קואורדינטות ה-x שלהן.
- כעת נדמיין קו אנכי שאנו גורפים על פני כל הנקודות הללו ונתאר 3 אירועים על סמך איזו נקודה אנו נמצאים כעת:
- א קו אנכי
- אנחנו קוראים לאזור 'פָּעִיל' או הקווים האופקיים 'פָּעִיל' שהיה להם את האירוע הראשון אבל לא השני. יהיה לנו BIT (עץ אינדקס בינארי) כדי לאחסן את קואורדינטות ה'y' של כל הקווים הפעילים.
- ברגע ששורה הופכת ללא פעילה אנו מסירים את ה-y שלה מה-BIT.
- כאשר מתרחש אירוע מסוג שלישי, כלומר כאשר אנו נמצאים בקו אנכי, אנו מבקשים את העץ בטווח קואורדינטות ה-y שלו ומוסיפים את התוצאה למספר נקודות החיתוך עד כה.
- לבסוף נאמר את מספר נקודות הצמתים מ אז מספר המשולשים (כולל שטח אפס) יהיה מג3 .
ב - הנקודה השמאלית ביותר של קטע קו אופקיהַחוּצָה - הנקודה הימנית ביותר של קטע קו אופקיפֶּתֶק: אנחנו צריכים למיין בזהירות את הנקודות להסתכל על cmp() לתפקד ביישום להבהרה.
CPP// A C++ implementation of the above idea #include
#define maxy 1000005 #define maxn 10005 using namespace std; // structure to store point struct point { int x y; point(int a int b) { x = a y = b; } }; // Note: Global arrays are initially zero // array to store BIT and vector to store // the points and their corresponding event number // in the second field of the pair int bit[maxy]; vector<pair<point int> > events; // compare function to sort in order of non-decreasing // x coordinate and if x coordinates are same then // order on the basis of events on the points bool cmp(pair<point int> &a pair<point int> &b) { if ( a.first.x != b.first.x ) return a.first.x < b.first.x; //if the x coordinates are same else { // both points are of the same vertical line if (a.second == 3 && b.second == 3) { return true; } // if an 'in' event occurs before 'vertical' // line event for the same x coordinate else if (a.second == 1 && b.second == 3) { return true; } // if a 'vertical' line comes before an 'in' // event for the same x coordinate swap them else if (a.second == 3 && b.second == 1) { return false; } // if an 'out' event occurs before a 'vertical' // line event for the same x coordinate swap. else if (a.second == 2 && b.second == 3) { return false; } //in all other situations return true; } } // update(y 1) inserts a horizontal line at y coordinate // in an active region while update(y -1) removes it void update(int idx int val) { while (idx < maxn) { bit[idx] += val; idx += idx & (-idx); } } // returns the number of lines in active region whose y // coordinate is between 1 and idx int query(int idx) { int res = 0; while (idx > 0) { res += bit[idx]; idx -= idx & (-idx); } return res; } // inserts a line segment void insertLine(point a point b) { // if it is a horizontal line if (a.y == b.y) { int beg = min(a.x b.x); int end = max(a.x b.x); // the second field in the pair is the event number events.push_back(make_pair(point(beg a.y) 1)); events.push_back(make_pair(point(end a.y) 2)); } //if it is a vertical line else { int up = max(b.y a.y); int low = min(b.y a.y); //the second field of the pair is the event number events.push_back(make_pair(point(a.x up) 3)); events.push_back(make_pair(point(a.x low) 3)); } } // returns the number of intersection points between all // the lines vertical and horizontal to be run after the // points have been sorted using the cmp() function int findIntersectionPoints() { int intersection_pts = 0; for (int i = 0 ; i < events.size() ; i++) { //if the current point is on an 'in' event if (events[i].second == 1) { //insert the 'y' coordinate in the active region update(events[i].first.y 1); } // if current point is on an 'out' event else if (events[i].second == 2) { // remove the 'y' coordinate from the active region update(events[i].first.y -1); } // if the current point is on a 'vertical' line else { // find the range to be queried int low = events[i++].first.y; int up = events[i].first.y; intersection_pts += query(up) - query(low); } } return intersection_pts; } // returns (intersection_pts)C3 int findNumberOfTriangles() { int pts = findIntersectionPoints(); if ( pts >= 3 ) return ( pts * (pts - 1) * (pts - 2) ) / 6; else return 0; } // driver code int main() { insertLine(point(2 1) point(2 9)); insertLine(point(1 7) point(6 7)); insertLine(point(5 2) point(5 8)); insertLine(point(3 4) point(6 4)); insertLine(point(4 3) point(4 5)); insertLine(point(7 6) point(9 6)); insertLine(point(8 2) point(8 5)); // sort the points based on x coordinate // and event they are on sort(events.begin() events.end() cmp); cout << "Number of triangles are: " << findNumberOfTriangles() << "n"; return 0; } תְפוּקָה:
ביטוי רגולרי ב-java
Number of triangles are: 4
Time Complexity: O( n * log(n) + n * log(maximum_y) )
רווח עזר: O(maxy) כאשר maxy = 1000005