UOJ277【清華集訓2016】定向越野（計算幾何，最短路）

UOJ題目傳送門

顯然最優的路徑只會通過若干條兩個圓的公切線和若干段圓弧

爲了方便，把起點終點當作兩個半徑爲$0$的圓也行。

最煩的就是算兩個圓的公切線了，一共有四條

對於靠外面的兩條，咱們把切線、半徑和兩圓心之間的線段連起來，會構成一個直角梯形。

咱們能夠求出兩圓心連線的傾斜角，進而求出這兩條切線的傾斜角，而後切線的直線方程就能夠寫出來了。

對於靠裏面的兩條，一樣把切線、半徑和兩圓心之間的線段連起來，會出現兩個類似三角形，一樣能夠把傾斜角求出來。

接着，判斷這個切線段有沒有被其它的圓擋住。

個人比較蒟蒻的作法：先用點到直線距離公式判是否與直線相交，若是相交，就要看交點是否落在線段上。把兩個切點與切線的垂線的截距搞出來，判斷當前圓的圓心的垂線的截距是否介於二者之間。

YL巨佬說能夠經過向量來搞，算出切點到圓心這個向量在切線上的投影長度，若是小於切線段長度就說明相交了。

接着，對同一個圓上的全部切點順次連邊權爲弧長的邊。

最後跑一遍最短路。

細節不少，寫法不盡相同，致使代碼太醜了。

#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long
#define DB double
#define RG register
#define R RG int
using namespace std;
const DB EPS=1e-9,PI=acos(-1);
const int N=503,M=8*N*N;
int n,p,he[M],ne[2*M],to[2*M];
DB x[N],y[N],r[N],w[2*M],dis[M];bool vis[M];
struct Dat{DB w;int x;inline bool operator<(Dat a)const{return w<a.w;}};
struct Nod{DB w;int x;inline bool operator<(Nod a)const{return w>a.w;}}q[M];
vector<Dat>v[N];
inline bool Eq(DB x,DB y){
	return fabs(x-y)<EPS;
}
inline DB sqr(DB x){
	return x*x;
}
inline DB Dis(R i,R j){
	return sqrt(sqr(x[i]-x[j])+sqr(y[i]-y[j]));
}
inline DB Ang(DB a){
	while(a>PI)a-=2*PI;while(a<-PI)a+=2*PI;
	return a;
}
inline bool Cross(DB a,DB b,DB c,DB le,DB ri){
	if(le>ri)swap(le,ri);
	DB t=sqr(a)+sqr(b);
	for(R i=1;i<=n;++i)
		if(sqr(r[i])*t-sqr(a*x[i]+b*y[i]+c)>EPS){
			DB tmp=b*x[i]-a*y[i];
			if(le<=tmp&&tmp<=ri)return 1;
		}
	return 0;
}
inline void Add(R x,R y,DB z){
	ne[++p]=he[x];to[he[x]=p]=y;w[p]=z;
	ne[++p]=he[y];to[he[y]=p]=x;w[p]=z;
}
int main(){
	DB sx,sy,tx,ty,a,b,c,A,B,C,tmp;
	int id1,id2,p;
	cin>>sx>>sy>>tx>>ty>>n;
	for(R i=1;i<=n;++i)cin>>x[i]>>y[i]>>r[i];
	n+=2;x[n-1]=sx;y[n-1]=sy;x[n]=tx;y[n]=ty;
	for(R i=1;i<=n;++i)
		for(R j=1;j<i;++j){
			bool fl=0;
			if(r[i]>r[j])swap(i,j),fl=1;
			A=atan2(y[j]-y[i],x[j]-x[i]);
			B=asin((r[j]-r[i])/Dis(i,j));
			for(R tp=0;tp<=1;++tp){
				C=Ang(A+B*(tp?-1:1));
				if(Eq(fabs(C),PI/2))a=1,b=0;
				else a=tan(C),b=-1;
				tmp=Ang(C+PI/2*(tp?-1:1));
				c=-a*(x[i]+r[i]*cos(tmp))-b*(y[i]+r[i]*sin(tmp));
				if(!Cross(a,b,c,b*x[i]-a*y[i],b*x[j]-a*y[j])){
					id1=4*(n*(i-1)+j-1)+tp,id2=4*(n*(j-1)+i-1)+tp;
					v[i].push_back((Dat){tmp,id1});
					v[j].push_back((Dat){tmp,id2});
					Add(id1,id2,sqrt(sqr(x[i]-x[j])+sqr(y[i]-y[j])-sqr(r[j]-r[i])));
				}
			}
			B=asin((r[j]+r[i])/Dis(i,j));
			for(R tp=0;tp<=1;++tp){
				C=Ang(A+B*(tp?-1:1)); 
				if(Eq(fabs(C),PI/2))a=1,b=0;
				else a=tan(C),b=-1;
				tmp=sqrt(sqr(r[i])*(sqr(a)+sqr(b)));
				c=tmp-a*x[i]-b*y[i];
				if(!Eq(sqr(r[j])*(sqr(a)+sqr(b)),sqr(a*x[j]+b*y[j]+c)))
					c=-tmp-a*x[i]-b*y[i];
				if(!Cross(a,b,c,b*x[i]-a*y[i],b*x[j]-a*y[j])){
					id1=4*(n*(i-1)+j-1)+tp+2,id2=4*(n*(j-1)+i-1)+tp+2;tmp=Ang(C+PI/2*(tp?-1:1));
					v[i].push_back((Dat){Ang(tmp+PI),id1});
					v[j].push_back((Dat){tmp,id2});
					Add(id1,id2,sqrt(sqr(x[i]-x[j])+sqr(y[i]-y[j])-sqr(r[j]+r[i])));
				}
			}
			if(fl)swap(i,j);
		}
	for(R i=1;i<=n;++i){
		if(!v[i].size())continue;
		sort(v[i].begin(),v[i].end());
		Add(v[i][v[i].size()-1].x,v[i][0].x,(v[i][0].w-v[i][v[i].size()-1].w+2*PI)*r[i]);
		for(R unsigned j=1;j<v[i].size();++j)
			Add(v[i][j-1].x,v[i][j].x,(v[i][j].w-v[i][j-1].w)*r[i]);
	}
	memset(dis,127,sizeof(dis));
	q[p=1]=(Nod){dis[v[n-1][0].x]=0,v[n-1][0].x};
	while(p){
		R x=q[1].x;pop_heap(q+1,q+p--+1);
		if(vis[x])continue;vis[x]=1;
		for(R y,i=he[x];i;i=ne[i])
			if(dis[y=to[i]]>dis[x]+w[i])
				q[++p]=(Nod){dis[y]=dis[x]+w[i],y},push_heap(q+1,q+p+1);
	}
	printf("%.1lf\n",dis[v[n][0].x]);
	return 0;
}