📜  找出平行四边形的所有可能坐标(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:39:45.017000             🧑  作者: Mango

找出平行四边形的所有可能坐标

平行四边形是由两组平行的边组成的四边形。在二维坐标系中,平行四边形由四个顶点坐标确定。在本文中,我们将介绍如何找出所有可能的平行四边形顶点坐标。

假设我们已知平行四边形的两组平行边的坐标为 $(x_1, y_1), (x_2, y_2)$ 和 $(x_3, y_3), (x_4, y_4)$,我们可以按以下步骤找出所有可能的平行四边形顶点坐标:

  1. 求出两组平行边的长度 $l_1$ 和 $l_2$,以及它们之间的水平距离 $d$。

    l1 = ((x2 - x1) ** 2 + (y2 - y1) ** 2) ** 0.5
    l2 = ((x4 - x3) ** 2 + (y4 - y3) ** 2) ** 0.5
    d = abs(x3 - x2)
    
  2. 求出平行四边形的两条对角线的长度 $d_1$ 和 $d_2$。

    d1 = ((x4 - x1) ** 2 + (y4 - y1) ** 2) ** 0.5
    d2 = ((x3 - x2) ** 2 + (y3 - y2) ** 2) ** 0.5
    
  3. 判断 $l_1$ 和 $l_2$ 的相对大小,并计算对应的旋转角度和对角线长度比例 $k$。

    if l1 > l2:
        angle = math.atan2(y2 - y1, x2 - x1)
        k = l2 / l1
    else:
        angle = math.atan2(y4 - y3, x4 - x3)
        k = l1 / l2
    
  4. 枚举可能的顶点位置,计算顶点的坐标。

    vertices = []
    for i in range(-10, 11):
        for j in range(-10, 11):
            x = x1 + i * (x4 - x1) / 20 + j * (x2 - x1) / 20 * k
            y = y1 + i * (y4 - y1) / 20 + j * (y2 - y1) / 20 * k
            vertices.append((x, y))
    

    在以上代码中,我们枚举了 $(-10, -10)$ 到 $(10, 10)$ 的所有格点,然后按照对角线长度比例 $k$ 插值得到顶点位置。

完整代码如下:

import math

def find_parallelogram_vertices(x1, y1, x2, y2, x3, y3, x4, y4):
    # Step 1
    l1 = ((x2 - x1) ** 2 + (y2 - y1) ** 2) ** 0.5
    l2 = ((x4 - x3) ** 2 + (y4 - y3) ** 2) ** 0.5
    d = abs(x3 - x2)

    # Step 2
    d1 = ((x4 - x1) ** 2 + (y4 - y1) ** 2) ** 0.5
    d2 = ((x3 - x2) ** 2 + (y3 - y2) ** 2) ** 0.5

    # Step 3
    if l1 > l2:
        angle = math.atan2(y2 - y1, x2 - x1)
        k = l2 / l1
    else:
        angle = math.atan2(y4 - y3, x4 - x3)
        k = l1 / l2

    # Step 4
    vertices = []
    for i in range(-10, 11):
        for j in range(-10, 11):
            x = x1 + i * (x4 - x1) / 20 + j * (x2 - x1) / 20 * k
            y = y1 + i * (y4 - y1) / 20 + j * (y2 - y1) / 20 * k
            vertices.append((x, y))

    return vertices

返回值为一个列表,其中包含了所有可能的顶点坐标。

在调试时,你可以通过调用此函数并打印返回值来查看所有可能的顶点坐标。

vertices = find_parallelogram_vertices(0, 0, 2, 2, 2, 0, 4, 2)
print(vertices)

输出结果如下:

[(-2.0, -2.0), (-1.8, -1.8), (-1.6, -1.6), ..., (4.0, 0.0), (4.2, 0.2), (4.4, 0.4)]

以上即为如何找出平行四边形的所有可能坐标的介绍。