3

Есть структура описывающая прямую

typedef struct line
{
    coord m;//координаты первой точки прямой
    coord n;//координаты второй точки прямой
    coord v;//координаты направляющего вектора

} Line;

Я написал проверку на принадлежность, но при определенных тестовых данных она не работает(если ввести одну и туже точку), т.к возникает деление на 0. Я просматривал вопросы на сайте для двумерного пространства, но их решение не подходит.

int isBelong(Line l, coord p)
{
    coord t;
    t.x = (l.v.x / (p.x - l.m.x));
    t.y = (l.v.y / (p.y - l.m.y));
    t.z = (l.v.z / (p.z - l.m.z));
    return (t.x == t.y) && (t.y == t.z) ? 1 : 0;
}

Как можно модифицировать функции, чтобы она работа для всех данных?

2
  • Разве для задания прямой не достаточно двух точек или одного направляющего вектора? 16 дек 2018 в 10:10
  • Скажем так, такая структура необходима именно для моей задачи
    – user320634
    16 дек 2018 в 10:15

2 ответа 2

1

Как идея - если есть две точки A и B, определяющие прямую, и точка C, то эта точка лежит на прямой AB, если |AC| + |BC| == |AB| или |AC| + |AB| == |BC| или |AB| + |BC| == |AC| (в зависимости от взаимного расположения точек).

Ну, а расстояние типа |AC| по теореме Пифагора находится без всякого деления...

Или посчитать |AC|, |BC| и |AB| и найти площадь треугольника (а лучше ее квадрат - легче) по формуле Герона. Если нуль - значит, все три точки на одной прямой.

Впрочем, это одно и то же :) - ведь первые три равенства проверить можно легко как равно ли нулю выражение (|AC| + |BC| - |AB|)*(|AC| + |AB| - |BC|)*(|AB| + |BC| - |AC|) (что эквивалентно проверке, равна ли нулю площадь по формуле Герона).

10
  • Сейчас попробую реализовать
    – user320634
    16 дек 2018 в 10:05
  • 2
    Только учтите, что со сравнением == у чисел с плавающей точкой несколько грустно, и надо допускать небольшие отклонения (строго сравнивать их нельзя).
    – Harry
    16 дек 2018 в 10:06
  • Вроде работает как надо. Я еще несколько тестов проведу и отпишусь
    – user320634
    16 дек 2018 в 10:45
  • А куда ж оно денется...
    – Harry
    16 дек 2018 в 11:01
  • А если прямая задана параметрически, все равно лучше использовать этот метод или есть другой способ?
    – user320634
    17 дек 2018 в 20:54
0

Избавиться от деления можно, перегруппировав выражения так:

  l.v.x * (p.y - l.m.y) - (p.x - l.m.x) * l.v.y == 0  &&
  l.v.y * (p.z - l.m.z) - (p.y - l.m.y) * l.v.z == 0  &&
  l.v.z * (p.x - l.m.x) - (p.z - l.m.z) * l.v.x == 0;

По сути это означает: каждый компонент векторного произведения равен нулю.

Для вещественных координат можно также проверять, что сумма абсолютных значений этих компонентов не превышает некой погрешности.


Общий случай с учётом погрешностей вещественной арифметики:

В двумерном случае наиболее выгодный вариант - использование векторного произведения. В трёхмерном случае векторное произведение требует заметно больше операций, и лучше использовать подход на основе скалярного произведения.

Имеются векторы v - направляющий вектор прямой и w = p - m- вектор из базовой точки прямой на точку.

введите сюда описание изображения

Вектор из m до проекции точки p на прямую

pl = v * Dot(w, v) / Dot(v, v)

Вектор проекции

 pr = p - pl
 len =  |pr|   

его длина len для точки на прямой нулевая, в реальных вычислениях с плавающей точкой нужно учитывать небольшой допуск. Лучше использовать квадрат расстояния

 Dot(pr, pr) < eps^2

чтобы корень не извлекать

Ваш ответ

Нажимая на кнопку «Отправить ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями использования и подтверждаете, что прочитали и поняли наши политику конфиденциальности и нормы поведения.