src/main/java/ru/dmitry/montecarlo/model/TriangleGEF.java - master - onequ1z/JavaCoursePaperTulSU

src/main/java/ru/dmitry/montecarlo/model/TriangleGEF.java
96 строк4 KB
tayno
Рефакторинг: добавление секундомера, профилировщика и очистка кода
05 дек 2025, 09:37
05 дек 2025, 09:3752c8b9a
package ru.dmitry.montecarlo.model;

/**
 * Представляет треугольник G-E-F, образованный тремя точками.
 * Реализует проверку принадлежности точек с помощью метода векторного произведения
 * и точное вычисление площади по формуле площади Гаусса (shoelace formula).
 * Класс является неизменяемым (immutable).
 */
public class TriangleGEF implements Figure {
    private final Point g;
    private final Point e;
    private final Point f;

    /**
     * Создаёт треугольник по трём вершинам.
     *
     * @param g первая вершина треугольника
     * @param e вторая вершина треугольника
     * @param f третья вершина треугольника
     */
    public TriangleGEF(Point g, Point e, Point f) {
        this.g = g;
        this.e = e;
        this.f = f;
    }

    /**
     * Возвращает первую вершину треугольника.
     *
     * @return точка G
     */
    public Point getG() {
        return g;
    }

    /**
     * Возвращает вторую вершину треугольника.
     *
     * @return точка E
     */
    public Point getE() {
        return e;
    }

    /**
     * Возвращает третью вершину треугольника.
     *
     * @return точка F
     */
    public Point getF() {
        return f;
    }

    /**
     * Вычисляет векторное произведение векторов (p1->p2) и (p1->p3).
     * Используется для проверки принадлежности точки треугольнику.
     */
    private double crossProduct(Point p1, Point p2, Point p3) {
        return (p2.getX() - p1.getX()) * (p3.getY() - p1.getY()) -
               (p2.getY() - p1.getY()) * (p3.getX() - p1.getX());
    }

    /**
     * Проверяет, находится ли точка внутри треугольника, с помощью метода векторного произведения.
     * Точка находится внутри, если она расположена на одной стороне от всех трёх рёбер.
     * @param p точка для проверки
     * @return true, если точка находится внутри треугольника, false в противном случае
     */
    @Override
    public boolean contains(Point p) {
        double d1 = crossProduct(g, e, p);
        double d2 = crossProduct(e, f, p);
        double d3 = crossProduct(f, g, p);

        // Check if all cross products have the same sign (or zero for edge points)
        boolean hasNeg = (d1 < 0) || (d2 < 0) || (d3 < 0);
        boolean hasPos = (d1 > 0) || (d2 > 0) || (d3 > 0);

        // Point is inside if all cross products have the same sign
        return !(hasNeg && hasPos);
    }

    /**
     * Вычисляет точную площадь треугольника по формуле «шнурка».
     * Площадь = 0,5 * |(x1*y2 + x2*y3 + x3*y1) - (y1*x2 + y2*x3 + y3*x1)|
     * @return точная площадь треугольника
     */
    @Override
    public double exactArea() {
        double area = 0.5 * Math.abs(
            (g.getX() * e.getY() + e.getX() * f.getY() + f.getX() * g.getY()) -
            (g.getY() * e.getX() + e.getY() * f.getX() + f.getY() * g.getX())
        );
        return area;
    }
}