voronoi.dpr 8.2 KB

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232233234235236237238239240241242243244245246247248249250251252253254255256257258259260261262263264265266267268269270271272273274275276277278279280281282283284285286287288289290291292293294295296297298299300301302303304305306307308309310311312313314315316317318319320321322323324325326327328329330331332333334335336337338339340341342343344345346347348349350351352353354355356357358359360361362363364365366367368369370371372373374375376377378379380381382383384385386
  1. program voronoi_dc;
  2. const
  3. maxn=200;
  4. zero=1e-7;
  5. type
  6. point=record
  7. x,y:double;
  8. k:longint;
  9. end;
  10. edge=^Tedge;
  11. Tedge=record
  12. x:longint;
  13. next:edge;
  14. end;
  15. var
  16. way:array[1..maxn,1..maxn]of boolean;
  17. used,a:array[1..maxn]of longint;
  18. check:array[1..maxn]of boolean;
  19. e_free:array[1..maxn*maxn]of edge;
  20. p:array[1..maxn]of point;
  21. v:array[1..maxn]of edge;
  22. tot,m,n:longint;
  23. procedure sort(l,r:longint);
  24. var
  25. t:point;
  26. x,y:double;
  27. i,j:longint;
  28. begin
  29. x:=p[(l+r) div 2].x;
  30. y:=p[(l+r) div 2].y;
  31. i:=l;j:=r;
  32. while true do begin
  33. while (p[i].x<x)or((p[i].x=x)and(p[i].y<y)) do inc(i);
  34. while (p[j].x>x)or((p[j].x=x)and(p[j].y>y)) do dec(j);
  35. if j>i then begin
  36. t:=p[i];
  37. p[i]:=p[j];
  38. p[j]:=t;
  39. inc(i);dec(j);
  40. end
  41. else break;
  42. end;
  43. if j>l then sort(l,j);
  44. if j<r then sort(j+1,r);
  45. end;
  46. procedure init;
  47. var
  48. i:longint;
  49. begin
  50. readln(n);
  51. for i:=1 to n do begin
  52. readln(p[i].x,p[i].y);
  53. p[i].k:=i;
  54. v[i]:=nil;
  55. end;
  56. sort(1,n);
  57. end;
  58. procedure get_bis(x,y:point;var p1,p2:point);
  59. begin
  60. p1.x:=(x.x+y.x)/2;
  61. p1.y:=(x.y+y.y)/2;
  62. if abs(x.y-y.y)<zero then begin
  63. p2.x:=p1.x;
  64. p2.y:=1+p1.y;
  65. end
  66. else begin
  67. p2.x:=1+p1.x;
  68. p2.y:=-(p2.x-p1.x)*(y.x-x.x)/(y.y-x.y)+p1.y;
  69. end;
  70. end;
  71. procedure get_line(p1,p2:point;var a,b,c:double);
  72. begin
  73. if p1.y=p2.y then begin
  74. a:=0;c:=-p1.y;b:=1;
  75. end
  76. else if p1.x=p2.x then begin
  77. b:=0;c:=-p1.x;a:=1;
  78. end
  79. else if abs(p2.x*p1.y-p2.y*p1.x)<=zero then begin
  80. c:=0;
  81. b:=1;
  82. if p1.x=0 then a:=-p2.y/p2.x
  83. else a:=-p1.y/p1.x;
  84. end
  85. else begin
  86. c:=1;
  87. b:=-(p2.x-p1.x)/(p2.x*p1.y-p2.y*p1.x);
  88. a:=-(p2.y-p1.y)/(p1.x*p2.y-p2.x*p1.y);
  89. end;
  90. end;
  91. function oneline(p1,p2,p3,p4:point):boolean;
  92. begin
  93. oneline:=false;
  94. if abs((p2.x-p1.x)*(p4.y-p3.y)-(p2.y-p1.y)*(p4.x-p3.x))<=zero then oneline:=true;
  95. if abs((p1.x-p2.x)*(p4.y-p3.y)-(p1.y-p2.y)*(p4.x-p3.x))<=zero then oneline:=true;
  96. if abs((p2.x-p1.x)*(p3.y-p4.y)-(p2.y-p1.y)*(p3.x-p4.x))<=zero then oneline:=true;
  97. if abs((p1.x-p2.x)*(p3.y-p4.y)-(p1.y-p2.y)*(p3.x-p4.x))<=zero then oneline:=true;
  98. end;
  99. function get_inter(p1,p2,p3,p4:point;var p:point):boolean;
  100. var
  101. a1,b1,c1,a2,b2,c2:double;
  102. begin
  103. get_line(p1,p2,a1,b1,c1);
  104. get_line(p3,p4,a2,b2,c2);
  105. if oneline(p1,p2,p3,p4) then begin
  106. get_inter:=false;
  107. exit;
  108. end
  109. else get_inter:=true;
  110. if (a1=0)or(a2=0) then begin
  111. if a1=0 then begin
  112. p.y:=-c1/b1;
  113. if a2<>0 then p.x:=(-c2-b2*p.y)/a2;
  114. end;
  115. if a2=0 then begin
  116. p.y:=-c2/b2;
  117. if a1<>0 then p.x:=(-c1-b1*p.y)/a1;
  118. end;
  119. end
  120. else if (b1=0)or(b2=0) then begin
  121. if b1=0 then begin
  122. p.x:=-c1/a1;
  123. if b2<>0 then p.y:=(-c2-a2*p.x)/b2;
  124. end;
  125. if b2=0 then begin
  126. p.x:=-c2/a2;
  127. if b1<>0 then p.y:=(-c1-a1*p.x)/b1;
  128. end;
  129. end
  130. else begin
  131. p.x:=(-b2*c1+b1*c2)/(b2*a1-b1*a2);
  132. p.y:=(-a2*c1+a1*c2)/(a2*b1-a1*b2);
  133. end;
  134. end;
  135. function get_sit(p1,p2,p3:point):double;
  136. begin
  137. get_sit:=(p2.x-p1.x)*(p3.y-p1.y)-(p3.x-p1.x)*(p2.y-p1.y);
  138. end;
  139. procedure get_tang(l,k,r:longint;var p1,p2,p3,p4:longint);
  140. var
  141. xx,i,tot:longint;
  142. begin
  143. tot:=2;
  144. fillchar(a,sizeof(a),0);
  145. fillchar(check,sizeof(check),false);
  146. a[1]:=l;a[2]:=l+1;i:=l+2;
  147. check[l]:=true;check[l+1]:=true;
  148. while i<=r do begin
  149. if not check[i] then begin
  150. while (tot>1)and(get_sit(p[a[tot-1]],p[a[tot]],p[i])<0) do begin
  151. check[a[tot]]:=false;
  152. a[tot]:=0;
  153. dec(tot);
  154. end;
  155. inc(tot);
  156. check[i]:=true;
  157. a[tot]:=i;
  158. end;
  159. inc(i);
  160. end;
  161. for i:=1 to tot do if a[i]>k then break;
  162. p1:=a[i-1];p2:=a[i];
  163. xx:=tot;
  164. for i:=a[tot] downto l do
  165. if not check[i] then begin
  166. check[i]:=true;
  167. inc(tot);
  168. a[tot]:=i;
  169. break;
  170. end;
  171. while i>=a[1] do begin
  172. if (not check[i])or(i=a[1]) then begin
  173. while (tot>xx)and(get_sit(p[a[tot-1]],p[a[tot]],p[i])<0) do begin
  174. check[a[tot]]:=false;
  175. a[tot]:=0;
  176. dec(tot);
  177. end;
  178. inc(tot);
  179. check[i]:=true;
  180. a[tot]:=i;
  181. end;
  182. dec(i);
  183. end;
  184. for i:=tot downto 1 do
  185. if a[i]>k then break;
  186. p4:=a[i];p3:=a[i+1];
  187. end;
  188. procedure set_memory;
  189. var
  190. i:longint;
  191. begin
  192. m:=n*n;
  193. for i:=1 to m do
  194. new(e_free[i]);
  195. end;
  196. function get_memory:edge;
  197. begin
  198. dec(m);
  199. get_memory:=e_free[m+1];
  200. end;
  201. procedure add_edge(x,y:longint);
  202. var
  203. e:edge;
  204. begin
  205. if way[x,y] then exit;
  206. e:=get_memory;
  207. e^.next:=v[x];
  208. e^.x:=y;
  209. v[x]:=e;
  210. way[x,y]:=true;
  211. end;
  212. function get_dis(a,b:point):double;
  213. begin
  214. get_dis:=sqrt(sqr(a.x-b.x)+sqr(a.y-b.y));
  215. end;
  216. procedure del_edge(x,y:longint);
  217. var
  218. ee,e:edge;
  219. begin
  220. way[x,y]:=false;
  221. e:=v[x];
  222. if e^.x=y then v[x]:=e^.next
  223. else begin
  224. while e^.next^.x<>y do e:=e^.next;
  225. ee:=e;
  226. e:=e^.next;
  227. ee^.next:=e^.next
  228. end;
  229. inc(m);
  230. e_free[m]:=e;
  231. end;
  232. function get_three(a,b,c:point):point;
  233. var
  234. p1,p2,p3,p4,p:point;
  235. begin
  236. get_bis(a,b,p1,p2);
  237. get_bis(c,a,p3,p4);
  238. if not get_inter(p1,p2,p3,p4,p) then p.y:=1e100;
  239. get_three:=p;
  240. end;
  241. procedure del_all(a,b,c,pd,l,r:longint);
  242. var
  243. e:edge;
  244. x:longint;
  245. begin
  246. e:=v[a];
  247. while e<>nil do
  248. if (get_sit(p[b],p[c],p[e^.x])*pd<0)and(e^.x<>b)and(get_sit(p[a],p[b],p[e^.x])*pd>0)and(e^.x>=l)and(e^.x<=r) then begin
  249. x:=e^.x;
  250. e:=e^.next;
  251. del_edge(a,x);
  252. del_edge(x,a);
  253. end
  254. else e:=e^.next;
  255. end;
  256. procedure merge(min,mid,max:longint);
  257. var
  258. q3,q4,pd,qq2,qq1,q1,q2:longint;
  259. p1,p2,pp1,pp2,pp:point;
  260. e:edge;
  261. begin
  262. fillchar(used,sizeof(used),0);
  263. get_tang(min,mid,max,q1,q2,q3,q4);
  264. qq1:=0;qq2:=0;
  265. add_edge(q1,q2);
  266. add_edge(q2,q1);
  267. add_edge(q3,q4);
  268. add_edge(q4,q3);
  269. while true do begin
  270. get_bis(p[q1],p[q2],p1,p2);
  271. pd:=0;pp.y:=1e100;
  272. e:=v[q1];
  273. while e<>nil do begin
  274. if (e^.x>=min)and(e^.x<=mid) then pp1:=get_three(p[q1],p[q2],p[e^.x])
  275. else pp1.y:=1e101;
  276. if ((used[q2]=0)or(get_sit(p[q2],p[used[q2]],p[e^.x])<0))and(get_sit(p[q2],p[q1],p[e^.x])<0)and((pp1.y<pp.y)or((pp1.y=pp.y)and(get_dis(pp1,p1)<get_dis(pp,p1)))) then begin
  277. pd:=1;
  278. qq1:=e^.x;
  279. pp:=pp1;
  280. end;
  281. e:=e^.next;
  282. end;
  283. e:=v[q2];
  284. while e<>nil do begin
  285. if e^.x>mid then pp2:=get_three(p[q1],p[q2],p[e^.x])
  286. else pp2.y:=1e101;
  287. if ((used[q1]=0)or(get_sit(p[q1],p[used[q1]],p[e^.x])>0))and(get_sit(p[q1],p[q2],p[e^.x])>0)and((pp2.y<pp.y)or((pp2.y=pp.y)and(get_dis(pp2,p1)<get_dis(pp,p1)))) then begin
  288. pd:=2;
  289. qq2:=e^.x;
  290. pp:=pp2;
  291. end;
  292. e:=e^.next;
  293. end;
  294. if pd=1 then begin
  295. add_edge(qq1,q2);
  296. add_edge(q2,qq1);
  297. del_all(q1,qq1,q2,-1,min,mid);
  298. used[q2]:=qq1;
  299. q1:=qq1;
  300. end
  301. else if pd=2 then begin
  302. add_edge(qq2,q1);
  303. add_edge(q1,qq2);
  304. del_all(q2,qq2,q1,1,mid+1,max);
  305. used[q1]:=qq2;
  306. q2:=qq2;
  307. end
  308. else break;
  309. end;
  310. end;
  311. procedure build_vor(min,max:longint);
  312. var
  313. mid:longint;
  314. begin
  315. if max-min=0 then exit
  316. else if max-min=1 then begin
  317. add_edge(min,max);
  318. add_edge(max,min);
  319. end
  320. else if max-min=2 then
  321. if not oneline(p[min],p[max],p[min],p[min+1]) then begin
  322. add_edge(min,min+1);
  323. add_edge(min,max);
  324. add_edge(min+1,min);
  325. add_edge(max,min);
  326. add_edge(min+1,max);
  327. add_edge(max,min+1);
  328. end
  329. else begin
  330. add_edge(min,min+1);
  331. add_edge(min+1,min);
  332. add_edge(min+1,max);
  333. add_edge(max,min+1);
  334. end
  335. else begin
  336. mid:=(max+min) div 2;
  337. build_vor(min,mid);
  338. build_vor(mid+1,max);
  339. merge(min,mid,max);
  340. end;
  341. end;
  342. procedure print;
  343. var
  344. i:longint;
  345. e:edge;
  346. begin
  347. for i:=1 to n do begin
  348. e:=v[i];
  349. while e<>nil do begin
  350. if e^.x>i then begin
  351. writeln(p[i].k-1,' ',p[e^.x].k-1);
  352. inc(tot);
  353. end;
  354. e:=e^.next;
  355. end;
  356. end;
  357. writeln(tot);
  358. end;
  359. begin
  360. assign(input,'voronoi.in');reset(input);
  361. assign(output,'voronoi.out');rewrite(output);
  362. init;
  363. set_memory;
  364. build_vor(1,n);
  365. print;
  366. close(input);close(output);
  367. end.