题目大意:

在一个平面上有N(N <= 1000)个点,其中任意三点不共线,求这些点组成的三角形的面积和每和三角形内部含的点数的个数和。

数据范围:

20%的数据 N <= 50, 30% N <= 100, 100% N <= 1000。

算法讨论

算法1:

看到这题还是有部分分的,那么我们首先映入脑袋中的就是O(N^4)的算法,暴力枚举三个点叉积算面积,然后再枚举剩下的点判断是否在当前的三角形内。

如何判断一个点在三角形内部,有个不错的教程:http://www.yalewoo.com/in_triangle_test.html

考场上打这个暴力还是30分妥妥的。

算法2:

O(N^2logn)。

首先对于第一问:

我们考虑,对于一条边来说,边外的点都能和其组成一个三角形,而在枚举边的过程中,可能会对一个三角形多次计算,所以为了避免这种重复计算,我们就要保证一定的顺序,做到不重不漏。于是,对于这样的散点图,我们经常用到的排序方法有两种,第一个是以x为第一关键字,以y为第二关键字进行排序,另一个就是极角排序。(至于不知道什么是极角的,自行百度)。

我们枚举每一个点让其做为一个边的起点,然后以这个点为基准进行极角排序(两种方法,一个是让其它点的坐标都减去这个点的坐标,然后atan2,另一个就是用这个点与其它点的斜率),下面给出这样一个过程。

我们看这样一张图,如果计算S(AOB) + S(AOC) + S(AOD),那么这个面积和就等于 OA叉OB + OA叉OC + OA叉OD

就等于  - xb * ya + xa * yb - xc * ya + xa * yc - xd * ya + xa * yd = -(xb + xc + xd) * ya + xa * (yc + yd + yb),为了保证这个结合是成立的,我们必须保证上面计算的顺序,也要保证都是向左旋,这样叉积才是正的。所以我们对于每一个点为基准,然后枚举那个‘A',就可以得到以每个点为端点的每一个三角形的面积。然后想办法减少计算的重复,就需要极角排序一下。

对于第二问,我们考虑,当我们每选定一个点的时候,那么它最多在C(2,n-1)个三角形中,我们采用补集的思想,当且仅当三个点在这个点同侧的时候,这个点不在三个点围成的三角形中,那么,假设我们当前找的基准点是A,那么已经枚举的那个点是A',我们只要统计AA'一侧的点的数量就可以了,然后组合计数 C(2,...),计算得出答案。同样,为了避免重复, 我们要按照一定的顺序就OK了。

Codes:

 #include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <cmath>
using namespace std;
typedef long long ll; int n;
struct Point{
double x, y, ji; Point(double _x = , double _y = ): x(_x), y(_y) {}
bool operator < (const Point &a) const{
return ji < a.ji;
}
}p[ * ], T[]; int C(int x, int y){
int ret = ;
for(int i = y; i > y-x; -- i){
ret = ret * i;
}
for(int i = ; i <= x; ++ i)
ret = ret / i;
return ret;
} double Cross(Point a, Point b){
return a.x * b.y - a.y * b.x;
} void Solve(){
ll ans1 = , ans2 = ;
for(int i = ; i <= n; ++ i){
int cnt = ;
for(int j = ; j <= n; ++ j){
if(j != i){
++ cnt;
p[cnt].x = T[j].x - T[i].x; p[cnt].y = T[j].y - T[i].y;
p[cnt].ji = atan2(p[cnt].y, p[cnt].x);
}
}
sort(p + , p + cnt + );
for(int j = ; j <= cnt; ++ j)
p[cnt + j] = p[j];
ans2 += C(, cnt);
for(int j = , k = ; j <= cnt; ++ j){
if(j == k) k ++;
while(Cross(p[j], p[k]) > ) k ++;
Point tp(T[i].x + p[j].x, T[i].y + p[j].y);
ans1 += (long long)Cross(T[i], tp) * (k - j - );
ans2 -= (long long)(k - j - ) * (k - j - ) / ;
}
}
printf("%lf %lf\n", (double) ans1 / / C(, n), (double) ans2 / C(, n));
}
#define ONLINE_JUDGE
int main(){
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("tri.in", "r", stdin);
freopen("tri.out", "w", stdout);
#endif scanf("%d", &n);
for(int i = ; i <= n; ++ i){
scanf("%lf%lf", &T[i].x, &T[i].y);
} Solve(); #ifndef ONLINE_JUDGE
fclose(stdin); fclose(stdout);
#endif
return ;
}

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