src/main/java/org/example/debfShape.java - master - GYSFlash/MonteCarloApp

src/main/java/org/example/debfShape.java
164 строки6 KB
Юрий
first_commit
17 июн 2025, 19:17
17 июн 2025, 19:17ec7b4c9
/*package org.example;

import java.util.List;

public class debfShape implements Shape {
    private final List<Point> vertices;

    // Угловые точки фигуры debf (по вашему изображению)
    private final Point d, e, b, f;

    public debfShape(List<Point> vertices) {
        this.vertices = vertices;
        this.d = vertices.get(0); // Точка d
        this.e = vertices.get(1); // Точка e
        this.b = vertices.get(2); // Точка b
        this.f = vertices.get(3); // Точка f
    }

    @Override
    public boolean contains(Point p) {
        // Фигура debf - это четырехугольник debf
        return isPointInQuadrilateral(p, d, e, b, f);
    }

    @Override
    public double exactArea() {
        // Площадь четырехугольника по формуле Гаусса
        return 0.5 * Math.abs(
                (d.x*e.y + e.x*b.y + b.x*f.y + f.x*d.y) -
                        (d.y*e.x + e.y*b.x + b.y*f.x + f.y*d.x)
        );
    }


    @Override
    public String getName() {
        return "debf";
    }

    private boolean isPointInQuadrilateral(Point p, Point a, Point b, Point c, Point d) {
        // Разбиваем четырехугольник на 2 треугольника и проверяем принадлежность
        return isPointInTriangle(p, a, b, c) || isPointInTriangle(p, a, c, d);
    }

    private boolean isPointInTriangle(Point p, Point a, Point b, Point c) {
        // Метод барицентрических координат
        double alpha = ((b.y - c.y)*(p.x - c.x) + (c.x - b.x)*(p.y - c.y)) /
                ((b.y - c.y)*(a.x - c.x) + (c.x - b.x)*(a.y - c.y));

        double beta = ((c.y - a.y)*(p.x - c.x) + (a.x - c.x)*(p.y - c.y)) /
                ((b.y - c.y)*(a.x - c.x) + (c.x - b.x)*(a.y - c.y));

        double gamma = 1 - alpha - beta;

        return alpha >= 0 && beta >= 0 && gamma >= 0;
    }
}*/
package org.example;

import java.util.List;

public class debfShape implements Shape {
    private final Point d, e, f, b, a, o;
    private final double radius;

    public debfShape(List<Point> vertices) {
        this.d = vertices.get(0);
        this.e = vertices.get(1);
        this.b = vertices.get(2);
        this.f = vertices.get(3);
        //Расчет вспомогательной точки o - центр круга
        this.o = new Point(
                (f.x + d.x) / 2.0,
                (f.y + d.y) / 2.0
        );
        //Расчет вспомогательной точки a
        this.a = new Point(
                f.x,
                e.y
        );
        this.radius = calculateDistance(o, d);
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "debf";
    }
    //Расчет площади фигуры
    @Override
    public double exactArea() {
        //Расчет площади четверти круга
        double quarterCircle = Math.PI * radius * radius / 4;
        //Расчет площади квадрата
        double square = radius * radius;
        //Расчет площади треугольника
        double triangleBase = radius;
        double triangleHeight = calculateDistance(a, b);
        double triangle = 0.5 * triangleBase * triangleHeight;
        //Вычисляем общую площадь фигуры debf
        return quarterCircle + square + triangle;
    }

    //Проверка принадлежности точки фигуре
    @Override
    public boolean contains(Point p) {
        return isInQuarterCircle(p) || isInRectangle(p) || isInTriangle(p);
    }


    // Проверки принадлежности точки к четверти круга
    private boolean isInQuarterCircle(Point p) {
        double dx = p.x - o.x;
        double dy = p.y - o.y;
        double distanceSquared = dx * dx + dy * dy;

        // Проверка радиуса
        if (distanceSquared > radius * radius) {
            return false;
        }

        // Проверка угла (между od и oe)
        double angleP = Math.atan2(dy, dx);
        double angleD = Math.atan2(d.y - o.y, d.x - o.x);
        double angleE = Math.atan2(e.y - o.y, e.x - o.x);

        // Нормализация углов
        angleP = (angleP + 2 * Math.PI) % (2 * Math.PI);
        angleD = (angleD + 2 * Math.PI) % (2 * Math.PI);
        angleE = (angleE + 2 * Math.PI) % (2 * Math.PI);

        // Проверка сектора
        if (angleD < angleE) {
            return angleP >= angleD && angleP <= angleE;
        } else {
            return angleP >= angleD || angleP <= angleE;
        }
    }

    private boolean isInRectangle(Point p) {
        // Прямоугольник eafo разбиваем на два треугольника
        return isPointInTriangle(p, e, a, f) || isPointInTriangle(p, e, f, o);
    }

    private boolean isInTriangle(Point p) {
        // Треугольник abf
        return isPointInTriangle(p, a, b, f);
    }

    // Проверка принадлежности точки треугольнику
    private boolean isPointInTriangle(Point p, Point v1, Point v2, Point v3) {
        double d1 = (p.x - v2.x) * (v1.y - v2.y) - (v1.x - v2.x) * (p.y - v2.y);
        double d2 = (p.x - v3.x) * (v2.y - v3.y) - (v2.x - v3.x) * (p.y - v3.y);
        double d3 = (p.x - v1.x) * (v3.y - v1.y) - (v3.x - v1.x) * (p.y - v1.y);

        boolean hasNeg = (d1 < 0) || (d2 < 0) || (d3 < 0);
        boolean hasPos = (d1 > 0) || (d2 > 0) || (d3 > 0);

        return !(hasNeg && hasPos);
    }
    //Расчет расстояния между точками
       private double calculateDistance(Point a, Point b) {
        return Math.hypot(a.x - b.x, a.y - b.y);
    }
}