图形数据结构

图形数据结构用于存储、管理和操作图形数据，图形数据是指由点、线、面等基本要素组成的图形。

常见的图形数据结构

1. 点(Point)：表示平面或空间中的一个位置，通常由坐标表示。在图形数据结构中，可以用一个二元数组(x, y)或三元数组(x, y, z)表示一个点。

2. 线(Line)：表示平面或空间中的一个线段，通常由两个点表示。在图形数据结构中，可以用一个数组[(x1, y1), (x2, y2)]或[(x1, y1, z1), (x2, y2, z2)]表示一条线。

3. 面(Polygon)：表示平面或空间中的一个多边形，通常由多个点或线段表示。在图形数据结构中，可以用一个数组[(x1, y1), (x2, y2), ..., (xn, yn)]或[(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), ..., (xn, yn, zn)]表示一个多边形。

4. 网格(Grid)：表示平面或空间中被划分成网格的区域，通常用于离散化计算。在图形数据结构中，可以用一个二元数组grid[i][j]表示一个网格，其中(i, j)表示网格的坐标。

常见的图形操作

1. 平移(Translation)：将图形沿着指定向量移动一定距离。

2. 旋转(Rotation)：将图形沿着指定轴线转动一定角度。

3. 缩放(Scaling)：将图形按照指定比例缩放。

4. 剪裁(Clip)：将图形按照指定边界进行裁剪，保留边界内的部分。

常见的图形算法

1. 临近点搜索(Nearest Neighbors Search)：寻找与给定点最近的若干个点。

2. 最短路径计算(Shortest Path)：寻找两个点之间的最短路径。

3. 凸包计算(Convex Hull)：将给定的点集围成一个最小凸多边形。

4. 三角剖分(Triangulation)：将给定的平面点集根据其几何位置进行分割成三角形。

常见的图形应用

1. 计算机图形学：用于计算机图形的生成、表示、解析与处理，可应用于3D建模、游戏开发、动画制作等。

2. 地理信息系统(GIS)：用于管理、分析和可视化空间数据，可应用于城市规划、地质勘探、环境保护等。

3. 人工智能(AI)：用于实现机器视觉、机器人控制、虚拟现实等应用。

参考资料

1. Geometric Data Structures

2. Computational Geometry Algorithms