def edges(self):
edges = []
p = self.pts
while p.next != self.pts:
edges.append(Segment(p, p.next))
p = p.next
edges.append(Segment(p, p.next))
return edges
def __init__ (self, p1, p2, p3, a):
if left (p1, p2, p3):
self.p1 = p1
self.p2 = p2
else:
self.p1 = p2
self.p2 = p1
self.p3 = p3
self.a = a # Alguma aresta da DCEL que faz parte desse triangulo
self.filhos = [] # Node_Triangs que são filhos do self no DAG
# arestas
self.a1 = Segment (self.p1, self.p2)
self.a2 = Segment (self.p2, self.p3)
self.a3 = Segment (self.p3, self.p1)
def trata_ponta_pra_baixo(p, L, dcel, diags):
t = Trapezio(p)
removido1 = (L.busca(t)).elemento
removido1.apaga()
L.deleta(t)
if ponta_pra_baixo(removido1.sup):
d = Segment(removido1.sup, p)
d.plot('firebrick')
desenhos.sleep()
dcel.add_edge(d.init, d.to)
diags.append(d)
# Se tem outro polígono
removido2 = (L.busca(t)).elemento
if removido2 != None:
L.deleta(t)
removido2.apaga()
if ponta_pra_baixo(removido2.sup):
d = Segment(removido2.sup, p)
d.plot('firebrick')
desenhos.sleep()
dcel.add_edge(d.init, d.to)
diags.append(d)
if removido2.a_esq.to == p:
t = Trapezio(p, removido1.a_esq, removido2.a_dir)
else:
t = Trapezio(p, removido2.a_esq, removido1.a_dir)
L.insere(t)
t.desenha()
desenhos.sleep()
def trata_ponta_pra_cima(p, L, dcel, diags):
viz_esq = p.next
viz_dir = p.prev
if left(p, viz_dir, viz_esq):
viz_esq, viz_dir = viz_dir, viz_esq
t = Trapezio(p)
removido = (L.busca(t)).elemento
if removido == None:
t.a_esq = Segment(p, viz_esq)
t.a_dir = Segment(p, viz_dir)
t.desenha()
L.insere(t)
else:
L.deleta(t)
removido.apaga()
d = Segment(p, removido.sup)
d.plot('firebrick')
dcel.add_edge(d.init, d.to)
diags.append(d)
desenhos.sleep()
t1 = Trapezio(p, removido.a_esq, Segment(p, viz_esq))
t2 = Trapezio(p, Segment(p, viz_dir), removido.a_dir)
t1.desenha()
t2.desenha()
L.insere(t1)
L.insere(t2)
desenhos.sleep()
def forca_bruta(l):
"Algoritmo forca bruta para encontrar o par de pontos mais proximo"
"Recebe uma lista de pontos l"
if len(l) < 2: return None
closest = float("inf")
a = b = None
for i in range(len(l)):
for j in range(i + 1, len(l)):
l[i].lineto(l[j], 'firebrick')
sleep()
l[i].remove_lineto(l[j])
dist = dist2(l[i], l[j])
if dist < closest:
if a is not None:
a.unhilight()
b.unhilight()
a.remove_lineto(b)
closest = dist
a = l[i]
b = l[j]
a.hilight("orange")
b.hilight("orange")
a.lineto(b, "orange")
sleep()
ret = Segment(a, b)
return ret
def input_aleatorio(tipo, n, max_x, max_y):
" Retorna n objetos na área dada por (0, max_x, 0, max_y) "
ret = []
if tipo == 0:
for i in range(n):
ret.append(Point(randint(25, max_x - 25), randint(25, max_y - 25)))
elif tipo == 2:
for i in range(n):
ret.append(
Segment(
Point(randint(25, max_x - 25), randint(25, max_y - 25)),
Point(randint(25, max_x - 25), randint(25, max_y - 25))))
elif tipo == 3:
for i in range(n):
x = randint(50, max_x - 50)
y = randint(50, max_y - 50)
ret.append(
Disc(x, y, randint(5,
min([x, y, max_x - x, max_y - y]) - 10)))
elif tipo == 1:
x = max_x / 2
y = max_y / 2
v = randomPolygon(x, y,
min(x, y) / 2, uniform(0, 1), uniform(.2, .3), n)
ret = Polygon(v)
return ret
def get_plot_input(self, tipo, arq):
" Salva o objeto correspondente ao arquivo arq no self.input "
" E desenha ele no canvas "
self.rodei_logo = False
f = open(tipos_input[tipo][1] + "/" + arq, "r")
self.input = []
self.novo_input.delete(0, END)
self.novo_input.insert(0, arq)
desenhos.clear()
# Pontos
if tipo == 0:
for p in f:
x, y = float(p.split()[0]), float(p.split()[1])
self.input.append(Point(x, y))
# Poligono
elif tipo == 1:
vertices = []
for p in f:
x, y = float(p.split()[0]), float(p.split()[1])
vertices.append(Point(x, y))
p = Polygon(vertices)
self.input = p
# Segmentos
elif tipo == 2:
for p in f:
x1, y1 = float(p.split()[0]), float(p.split()[1])
x2, y2 = float(p.split()[2]), float(p.split()[3])
self.input.append(Segment(Point(x1, y1), Point(x2, y2)))
# Círculos
elif tipo == 3:
for p in f:
x, y, r = float(p.split()[0]), float(p.split()[1]), float(
p.split()[2])
self.input.append(Disc(x, y, r))
self.plot_input()
def intersecta_borda(u, w, P):
""" Função que recebe dois vértices u e w do polígono P e retorna se o
segmento uw intersecta alguma aresta de P
(equivalente a função QuaseDiagonal dos slides)
"""
borda = P.edges()
uw = Segment(u, w)
for aresta in borda:
aresta.plot('green')
sleep()
if (u not in aresta.endpoints()) and (w not in aresta.endpoints()):
if (uw.intersects(aresta)):
aresta.hide()
aresta.plot('red')
sleep()
aresta.hide()
return True
aresta.hide()
return False
def __init__(self, x, y, r):
"Para criar um disco, passe suas coordenadas."
self.center = Point(x, y)
self.r = r
self.seg = Segment(Point(x - r, y), Point(x + r, y))
self.lineto_id = {}
self.plot_id = None
self.plot_up = None
self.plot_down = None
self.hi = None
def trata_caso_meio(p, viz_baixo, L, dcel, diags):
# Remove da linha o trapésio que tem o p
t = Trapezio(p)
removido = (L.busca(t)).elemento
removido.apaga()
L.deleta(t)
if ponta_pra_baixo(removido.sup):
d = Segment(removido.sup, p)
d.plot('firebrick')
dcel.add_edge(d.init, d.to)
diags.append(d)
desenhos.sleep()
# Insere um novo trapésio com o p
# Se o removido estava a direita
if (p == removido.a_dir.to):
t.a_dir = Segment(p, viz_baixo)
t.a_esq = removido.a_esq
# Se estava a esquerda
else:
t.a_esq = Segment(p, viz_baixo)
t.a_dir = removido.a_dir
t.desenha()
L.insere(t)
desenhos.sleep()
def ShamosRec(l, i, j):
" Função que faz o serviço recursivo "
" recebe uma lista de pontos l[i:j] ordenados pela coordenada x "
# Base da recursão, 2 ou 1 ponto
if j - i < 3:
# registra o par mais proximo
par_min = Segment(l[i], l[j - 1])
par_min.hilight('green')
desenhos.sleep()
# Ordena pelo eixo y
if (l[i].y > l[j - 1].y):
l[i], l[j - 1] = l[j - 1], l[i]
else:
q = (i + j) // 2
meio = l[q]
vert_id = desenhos.plot_vert_line(meio.x, 'firebrick', grossura=1)
meio.hilight('firebrick')
desenhos.sleep()
# Calcula o menor das duas metades
par_esq = ShamosRec(l, i, q)
par_dir = ShamosRec(l, q, j)
desenhos.plot_delete(vert_id)
meio.unhilight()
par_min = minPar(par_esq, par_dir)
par_esq.unhilight()
par_dir.unhilight()
par_esq.hilight('red')
par_dir.hilight('red')
desenhos.sleep()
par_esq.unhilight()
par_dir.unhilight()
par_min.hilight('orange')
desenhos.sleep()
# Intercala do mergeSort escondido
intercalaY(l, i, j)
# Calcula o menor entre as duas metade
par_inter = menorInter(l, i, j, meio, par_min)
if par_inter != None:
par_min = minPar(par_inter, par_min)
par_inter.hide()
global d
dnovo = math.sqrt(dist(par_min))
d = min(d, dnovo)
return par_min
def is_diagonal(u, w, P):
""" Função que recebe dois vértices u e w do polígono P e retorna se uw é
uma diagonal de P
"""
# colore a candidata a diagonal
uw = Segment(u, w)
uw.plot('green')
sleep()
# Como o dentroDoPoligono é O(1) é muito prudente fazer esse teste primeiro
result = dentro_do_poligono(u, w, P) and (not intersecta_borda(u, w, P))
uw.hide()
return result
def desenha(self):
# Acha os dois pontos da esquerda
x1, y1 = self.a_esq.init.x, self.a_esq.init.y
x2, y2 = self.a_esq.to.x, self.a_esq.to.y
# Caso degenerado
if y1 == y2:
s = Segment(Point(x1, y1), Point(x2, y2))
self.aresta_cima = s
self.aresta_baixo = s
self.aresta_esq = s
self.aresta_dir = s
return
cima = self.sup.y
baixo = max(self.a_esq.to.y, self.a_dir.to.y)
cima_esq = Point((x2 * y1 - x1 * y2 + cima * (x1 - x2)) / (y1 - y2),
cima)
baixo_esq = Point((x2 * y1 - x1 * y2 + baixo * (x1 - x2)) / (y1 - y2),
baixo)
# Acha os dois pontos da direita
x1, y1 = self.a_dir.init.x, self.a_dir.init.y
x2, y2 = self.a_dir.to.x, self.a_dir.to.y
# Caso degenerado
if y1 == y2:
s = Segment(Point(x1, y1), Point(x2, y2))
self.aresta_cima = s
self.aresta_baixo = s
self.aresta_esq = s
self.aresta_dir = s
return
cima_dir = Point((x2 * y1 - x1 * y2 + cima * (x1 - x2)) / (y1 - y2),
cima)
baixo_dir = Point((x2 * y1 - x1 * y2 + baixo * (x1 - x2)) / (y1 - y2),
baixo)
self.aresta_cima = (Segment(cima_esq, cima_dir)).plot('orange')
self.aresta_baixo = (Segment(baixo_esq, baixo_dir)).plot('orange')
self.aresta_esq = (Segment(baixo_esq, cima_esq)).plot('orange')
self.aresta_dir = (Segment(baixo_dir, cima_dir)).plot('orange')
def menorInter(l, i, j, meio, par_min):
" Retorna o par de pontos mais proximo dentro da faixa dada pelo ponto meio da lista "
" e a distancia do par_min "
d = math.sqrt(dist(par_min))
# desenha a faixa que eu estou procurando
v1 = desenhos.plot_vert_line(meio.x - d, 'orange', grossura=1)
v2 = desenhos.plot_vert_line(meio.x + d, 'orange', grossura=1)
cand = candidatos(l, i, j, meio)
par_inter = None
for k in range(len(cand)):
cand[k].plot('red')
desenhos.sleep()
for l in range(k + 1, len(cand)):
# Se os pontos já estão distantes, posso parar de olhar
if (cand[l].y - cand[k].y > d):
break
cand_inter = Segment(cand[k], cand[l])
cand_inter.plot('red')
desenhos.sleep()
cand_inter.hide()
dcand = math.sqrt(dist2(cand[k], cand[l]))
# Se achei um novo par, apaga o outro e pinta esse
if (dcand < d):
d = dcand
if par_inter is not None:
par_inter.unhilight()
par_min.unhilight()
par_inter = cand_inter
par_inter.hilight('orange')
desenhos.sleep()
cand[k].unplot()
desenhos.plot_delete(v1)
desenhos.plot_delete(v2)
desenhos.sleep()
return par_inter
def dentro_do_poligono(u, w, P):
""" Função que recebe dois vértices u e w do polígono P e retorna se a
candidata a diagonal uw está pra dentro do polígono
(equivalente a função NoCone dos slides)
"""
prevU = u.prev
nextU = u.next
if (left_on(prevU, u, nextU)):
resposta = (left(u, w, prevU) and left(w, u, nextU))
else:
resposta = not (left_on(u, w, nextU) and left_on(w, u, prevU))
if not resposta:
uw = Segment(u, w)
uw.plot('red')
sleep()
uw.hide()
return resposta
def varre(l):
"Algoritmo de divisão e conquista para encontrar o par de pontos mais proximo"
"Recebe uma lista de pontos l"
if len(l) < 2: return None
d = float('inf')
l = sorted(l, key=lambda x: x.x)
par_min = None
faixa = Abbb()
p_min = 0
for i in range(len(l)):
p = l[i]
no_p = Node_point(p)
# Caso degenerado -> pontos coincidentes
# (não conseguimos adicionar na abbb, pois ja tem um clone dele)
repetido = faixa.busca(no_p).elemento
if repetido != None:
if par_min != None:
par_min.hide()
par_min = Segment(p, repetido.p)
break
faixa.insere(no_p)
p.hilight()
# Remove os pontos fora da faixa
while p.x - l[p_min].x > d:
l[p_min].unhilight()
if l[p_min] in par_min.endpoints():
l[p_min].hilight('orange')
no_p_min = Node_point(l[p_min])
faixa.deleta(no_p_min)
p_min += 1
# Desenha o quadradinho de candidatos
linha_frente = desenhos.plot_vert_line(p.x, 'orange')
if i > 1:
linha_tras = desenhos.plot_vert_line(p.x - d, cor='firebrick')
linha_cima = Segment(Point(p.x, p.y + d), Point(p.x - d, p.y + d))
linha_baixo = Segment(Point(p.x, p.y - d), Point(p.x - d, p.y - d))
linha_cima.plot('firebrick')
linha_baixo.plot('firebrick')
desenhos.sleep()
# Extrai os pontos da abbb até a distancia vertical ficar maior que d
# Primeiro com os vizinhos de cima
vizinho = faixa.sucessor(no_p)
while vizinho != None and vizinho.p.y - p.y < d:
d2 = dist2(p, vizinho.p)
p.hilight()
vizinho.p.hilight('firebrick')
if d2 < d * d:
d = d2**0.5
if par_min is not None:
par_min.unhilight()
par_min = Segment(p, vizinho.p)
par_min.hilight('orange')
desenhos.sleep()
vizinho = faixa.sucessor(vizinho)
# Depois com os vizinhos de baixo
vizinho = faixa.predecessor(no_p)
while vizinho is not None and p.y - vizinho.p.y < d:
d2 = dist2(p, vizinho.p)
p.hilight()
vizinho.p.hilight('firebrick')
if d2 < d * d:
d = d2**0.5
if par_min is not None:
par_min.unhilight()
par_min = Segment(p, vizinho.p)
par_min.hilight('orange')
desenhos.sleep()
vizinho = faixa.predecessor(vizinho)
# Apaga o quadradinho
desenhos.plot_delete(linha_frente)
if (i > 1):
desenhos.plot_delete(linha_tras)
linha_cima.hide()
linha_baixo.hide()
p.unhilight()
l[i].hilight('firebrick')
"despinta quem sobrou na faixa"
while (not faixa.vazia()):
faixa.deleta_min().p.unhilight()
par_min.hilight('orange')
class Node_Triang:
" Classe que será o nó do DAG, guarda os triângulos que fazem parte da triangulação "
def __init__ (self, p1, p2, p3, a):
if left (p1, p2, p3):
self.p1 = p1
self.p2 = p2
else:
self.p1 = p2
self.p2 = p1
self.p3 = p3
self.a = a # Alguma aresta da DCEL que faz parte desse triangulo
self.filhos = [] # Node_Triangs que são filhos do self no DAG
# arestas
self.a1 = Segment (self.p1, self.p2)
self.a2 = Segment (self.p2, self.p3)
self.a3 = Segment (self.p3, self.p1)
def draw (self):
self.a1.plot("gray")
self.a2.plot("gray")
self.a3.plot("gray")
sleep()
def hide (self):
self.a1.hide()
self.a2.hide()
self.a3.hide()
def busca (self, ponto):
" Retorna o nó folha em que o ponto está "
if desenha_busca: self.draw()
for f in self.filhos:
if (left_on (f.p1, f.p2, ponto) and
left_on (f.p2, f.p3, ponto) and
left_on (f.p3, f.p1, ponto)):
if desenha_busca: self.hide()
return f.busca (ponto)
if desenha_busca: self.hide()
return self
def monotono(P):
# lista com as diagonais, nosso return
resp = []
v = ordenaY(P)
n = len(v)
s = [v[0], v[1]] # pilha
v[0].hilight('firebrick')
v[1].hilight('firebrick')
t = 1 # index do fim da pilha
if v[1] == v[0].next: borda = 1
else: borda = 0
for i in range(2, n):
v[i].hilight('orange')
sleep()
vizinho_ultimo = adj(v[i], s[t])
vizinho_primeiro = adj(v[i], s[0])
if vizinho_ultimo and not vizinho_primeiro:
while t > 0 and convexo(v[i], s[t], s[t - 1], borda):
s[t].unhilight()
s.pop()
t -= 1
# acrescenta a nova diagonal
d = Segment(s[t], v[i])
d.plot('orange')
sleep()
resp.append(d)
t += 1
s.append(v[i])
v[i].unhilight()
v[i].hilight('firebrick')
elif vizinho_primeiro and not vizinho_ultimo:
borda = 1 - borda
aux = s[t]
while t > 0:
# acrescenta a nova diagonal
d = Segment(s[t], v[i])
d.plot('orange')
sleep()
resp.append(d)
s.pop()
t -= 1
s[t].unhilight()
s = []
s.append(aux)
s.append(v[i])
v[i].unhilight()
v[i].hilight('firebrick')
t = 1
else:
while t > 1:
s[t].unhilight()
t -= 1
# acrescenta a nova diagonal
d = Segment(s[t], v[i])
d.plot('orange')
sleep()
resp.append(d)
s[0].unhilight()
s[1].unhilight()
v[i].unhilight()
return resp
