要判断一个点是否在一个四边形内,我们可以使用射线法(Ray Casting Algorithm)或者角度法(Angle Counting Algorithm),这里我们以射线法为例,给出详细的Python代码实现。
(图片来源网络,侵删)射线法的基本思想是从待测点发出一条水平射线,然后计算这条射线与四边形边界的交点个数,如果交点个数为奇数,则点在四边形内;如果交点个数为偶数,则点在四边形外。
以下是Python代码实现:
def is_point_in_polygon(point, polygon): """ 判断点是否在多边形内 :param point: 待测点,格式为 (x, y) :param polygon: 多边形顶点列表,格式为 [(x1, y1), (x2, y2), ...] :return: True表示点在多边形内,False表示点在多边形外 """ x, y = point poly_points = [(x1, y1) for x1, y1 in polygon] poly_points.append(poly_points[0]) # 闭合多边形 count = 0 for i in range(len(poly_points)): p1, p2 = poly_points[i], poly_points[(i + 1) % len(poly_points)] if p1[1] == p2[1]: # 水平线段,跳过 continue if y < min(p1[1], p2[1]): # 射线在多边形下方,跳过 continue if y >= max(p1[1], p2[1]): # 射线在多边形上方,跳过 continue x_intersect = (y p1[1]) * (p2[0] p1[0]) / (p2[1] p1[1]) + p1[0] if x_intersect > x: # 射线与线段相交,计数器加一 count += 1 return count % 2 == 1 # 奇数表示点在多边形内,偶数表示点在多边形外 测试 point = (3, 4) polygon = [(0, 0), (5, 0), (5, 5), (0, 5)] print(is_point_in_polygon(point, polygon)) # 输出 True
在这个例子中,我们定义了一个名为is_point_in_polygon
的函数,接受两个参数:待测点point
和多边形顶点列表polygon
,函数首先将待测点和多边形顶点列表转换为适合处理的格式,然后遍历多边形的每一条边,计算射线与边的交点个数,根据交点个数的奇偶性判断点是否在多边形内。
注意:这个算法只适用于简单多边形(没有自交的边),对于复杂多边形(有自交的边)可能无法正确判断,算法的时间复杂度为O(n),其中n为多边形的顶点数。
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