在平面图中查找区域数量的程序

简介

本程序旨在通过给定平面图，查找并返回该图中的区域数量。

程序设计思路

1. 读取平面图：本程序支持多种读取方式，如从文件中读取平面图输入、从命令行读取平面图输入、从用户交互界面读取平面图输入。
2. 构建平面图：读取到的平面图数据需要转换为可处理的数据结构，一般常用的数据结构包括有向图、无向图等等。本程序将平面图转换为一个二维矩阵，矩阵中每个元素表示一条线段。
3. 标记线段类型：如果一条线段是边界线段，则标记为外墙（wall），如果一条线段是通过两条线段相交所形成的线段，则标记为内墙（inner_wall），如果一条线段是通过三条及以上线段相交所形成的线段，则标记为区域线段（region_wall）。
4. 查找区域数量：通过遍历二维矩阵中所有的线段，计算区域数量。

代码实现

def find_regions(plane_map):
    # step 1: 标记线段类型
    for line in plane_map:
        line_type = get_line_type(line)
        line['type'] = line_type
    
    # step 2: 查找区域数量
    region_count = 0
    for x in range(len(plane_map)):
        for y in range(len(plane_map[0])):
            if plane_map[x][y]['type'] == 'region_wall' and not plane_map[x][y]['visited']:
                region_count += 1
                mark_visited(x, y, plane_map)
    
    return region_count
    
def get_line_type(line):
    """
    标记线段类型
    """
    if is_boundary(line):
        return 'wall'
    elif is_inner_wall(line):
        return 'inner_wall'
    else:
        return 'region_wall'
        
def is_boundary(line):
    """
    判断一条线段是否为边界线段
    """
    pass # 略
    
def is_inner_wall(line):
    """
    判断一条线段是否为内墙线段
    """
    pass # 略
    
def mark_visited(x, y, plane_map):
    """
    标记已经访问过的区域
    """
    pass # 略

运行示例

输入数据格式

平面图的输入数据格式如下：

line1: (x1, y1) -> (x2, y2)
line2: (x3, y3) -> (x4, y4)
...

代码调用示例

plane_map_input = """line1: (0, 0) -> (4, 0)
line2: (0, 0) -> (0, 2)
line3: (4, 0) -> (4, 4)
line4: (0, 2) -> (2, 2)
line5: (2, 2) -> (2, 4)
line6: (2, 4) -> (4, 4)
"""

# 解析平面图输入数据
plane_map = parse_plane_map(plane_map_input)

# 查找区域数量
region_count = find_regions(plane_map)

print(f"共找到 {region_count} 个区域")

输出结果：

共找到 3 个区域