Seberapa terang ruangan ini? 🔥 pt. 1


25

Terkait dengan pertanyaan ini .

Sebuah ruangan didefinisikan sebagai poligon non-berpotongan (tidak harus cembung), dinyatakan sebagai daftar koordinat 2 dimensi yang terurut. Bola lampu yang cukup terang ditempatkan pada titik tertentu di dalam ruangan, dan memancarkan cahaya ke segala arah. Tugas Anda adalah menemukan area total yang diterangi ruangan. Anda dapat menerima input dalam format apa pun yang masuk akal. Titik-titik pada poligon / ruang serta koordinat sumber cahaya adalah bilangan rasional. Mereka dapat diambil searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam, format apa pun baik-baik saja. Kasus uji dalam masalah diberikan berlawanan arah jarum jam.

Gambar berikut menunjukkan dua ruang contoh, di mana titik keunguan mewakili sumber cahaya, dan wilayah berbayang mewakili area yang diterangi.Gambar ruangan yang teduh - area yang diarsir diterangi

Kasus cobaan:

(1/2, 18)
(1,3)
(5,1/2)
(7,5)
(12,7)
(16,3)
(15,11)
(8,19)
(3,7)
Light source located at (5,8)
Answer: 815523/6710 ≈ 121.538

Berikut ini adalah penggambaran grafis dari solusi untuk kasus uji tersebut. Dua poin yang menentukan solusi yang tidak ada pada poligon asli adalah (55/61, 363/61) dan (856/55, 357/55). masukkan deskripsi gambar di sini

Formula ini mungkin membantu dalam menghitung area. https://en.wikipedia.org/wiki/Shoelace_formula

Karena ini adalah , kode terpendek dalam byte akan menang.


Bagi mereka yang penasaran, bagian 2 mungkin perlu beberapa saat untuk memposting karena akan butuh selamanya bagi saya untuk menggambar, dan saya juga tidak tahu bagaimana menyelesaikannya.
Dicurangi

Titik-titik pada poligon / ruang serta koordinat sumber cahaya adalah bilangan rasional.
Dicurangi

Apakah ada batas atas jumlah simpul atau program Anda secara teoritis dapat menangani jumlah yang tidak terbatas? Juga, tag kode-golf Anda rusak. itu[tag:code-golf]
Veskah

3
Ah, formula tali sepatu tua yang bagus ! Ngomong-ngomong, kita sebenarnya memiliki MathJax sehingga Anda tidak perlu menanamkan rumus sebagai gambar.
Giuseppe

1
Ya, mereka dapat dijamin dipesan searah jarum jam, lalu. Test case dipesan secara berlawanan arah jarum jam, tetapi saya pikir ini termasuk dalam "format apa pun yang masuk akal."
dicurangi

Jawaban:


12

Python 3 , 388 398 408 409 415 417 493 byte


Untuk membuatnya lebih akurat, tingkatkan n

from random import*
u=uniform
c=lambda A,B,C:(C[1]-A[1])*(B[0]-A[0])>(B[1]-A[1])*(C[0]-A[0])
I=lambda A,B,C,D:c(A,C,D)!=c(B,C,D)and c(A,B,C)!=c(A,B,D)
def a(l,v,n=9**6,s=0):
 g=lambda i:(min(x[i]for x in v),max(x[i]for x in v))
 for _ in'x'*n:
  h=((u(*g(0)),u(*g(1))),l);s+=any([I(*f,*h)for f in list(zip(v,v[1:]+[v[0]]))])^1
 return(abs(g(0)[0]-g(0)[1])*abs(g(1)[0]-g(1)[1]))*float(s/n)

Pendekatan dasar Monte-Carlo. Langkah-langkah yang tercantum di bawah ini.

  1. Temukan rentang x dan y yang ditempati oleh bentuk tersebut.
  2. Buat daftar tepi yang dibuat oleh simpul
  3. Ulangi banyak kali (semakin banyak semakin baik)
  4. Buat titik acak (j, k) di dalam rentang x, y.
  5. Periksa apakah ada tepi yang memotong garis segmen yang dibuat oleh cahaya dan titik acak. Jika salah satu sisi mencegat, tambahkan variabels
  6. Membagi sdengan jumlah total, lalu kalikan dengan total rentang area.

Versi tidak disatukan:

import random

def ccw(A,B,C):
    return (C[1]-A[1])*(B[0]-A[0]) > (B[1]-A[1])*(C[0]-A[0])

def intersect(A,B,C,D):
    return ccw(A,C,D) != ccw(B,C,D) and ccw(A,B,C) != ccw(A,B,D)

def lit_area(light, vertices):
    # points: list of points
    # i     : x => i=0
    #       : y => i=1
    get_range = lambda i: (min(x[i] for x in vertices), max(x[i] for x in vertices))
    xr = abs(get_range(0)[0] - get_range(0)[1])
    yr = abs(get_range(1)[0] - get_range(1)[1])

    edges = list(zip(vertices, vertices[1:] + [vertices[0]]))

    num_sims = 1000000

    num_successes = 0
    for _ in range(num_sims):
        guess_x = random.uniform(*get_range(0))
        guess_y = random.uniform(*get_range(1))

        light_guess_line = ((guess_x, guess_y), light)

        if not any([intersect(*e, *light_guess_line) for e in edges]):
            num_successes += 1
    return float(num_successes / num_sims) * (xr * yr)


if __name__ == "__main__":
    points = [
    (1/2, 18),
    (1,3),
    (5,1/2),
    (7,5),
    (12,7),
    (16,3),
    (15,11),
    (8,19),
    (3,7)
    ]
    light_source = (5,8)
    print("Area lit by light: %f"% lit_area(light_source, points))

Cobalah online!

Kredit untuk algoritme persimpangan garis

Juga, berikan penghargaan kepada semua komentator yang membantu tentang cara bermain golf ini lebih jauh.


Baris pertama dapat menjadi from random import*(break baris) u=uniformuntuk -2 byte
Conor O'Brien

1
Anda dapat mencukur lebih banyak byte dengan mengganti masing-masing 4 ruang dalam fungsi dengan satu ruang, dan menghapus ruang setelahg=lambda i:
Conor O'Brien

Apakah nharus memiliki kekuatan 10? Kalau tidak, Anda dapat menyimpan byte dengan menggunakan kekuatan 9.
Neil A.

Tidak, kekuatan 10 tidak diperlukan. Saya akan memasukkan semua saran Anda besok! Sampai saat itu, selamat Hari Valentine semuanya!
JPeroutek

Seperti yang disebutkan @ ConorO'Brien , Anda dapat menghapus banyak spasi putih terkemuka. Dan selain ruang di i:(min, ruang di x[i]fordapat dihapus juga. Juga return float(s/n)*(r*t)bisa return(r*t)*float(s/n). Dan aku tidak sepenuhnya yakin, tapi tidak bisa variabel rdan edihapus dan digunakan secara langsung, karena Anda hanya menggunakannya sekali? Entah bagaimana itu memang memberikan hasil yang sedikit berbeda walaupun gtidak dimodifikasi, sehingga bagian itu sedikit membingungkan saya (saya tidak terlalu terbiasa dengan Python untuk mengerti mengapa hasilnya sedikit berbeda).
Kevin Cruijssen

5

Haskell , 559 618 632 byte

r(a:b)=b++[a]
s=zip<*>r
(?)a=sum.zipWith(*)a
o(a,b)=r a?b-a?r b
(a,b)!(c,d)=(c-a,d-b)
(a,b)#(c,d)=a*d-b*c
x i a@(e,f)b j c d|let k@(g,h)=a!b;l=c!d;m=c!a;n=l#k;o=m#l/n;p=m#k/n;q|i>0=o<0||o>1|let=o<=0||o>=1;r|n==0||q||p<0||p*j>1=[]|let=[(e+o*g,f+o*h)]=r
(a&b)(c:e@(d:_))|let(f,g)=span(/=d)b;h=zip f$r$f++[d]=concat[[k,l]|(i,j)<-h,[[k],[l]]<-[x 1 i j 0 a<$>[c,d]],and[x 0 m n 1 a o==[]|o<-[k,l],(m,n)<-h,(m,n)/=(i,j)]]++(a&g)e
(_&_)_=[]
z a b=sum[o$unzip[c,a,d]|e@(f:_)<-[[c|c<-b,and[all(==c)$x 1 d e 1 a c|(d,e)<-s b]]],(c,d)<-s$a&until((f==).head)r b$e++[f]]/2

Solusi tepat (pembatasan bug). Haskell memiliki aritmatika rasional tepat bawaan. Cobalah online!

Perhatikan bahwa ini memberi 815523/6710, bukan 814643/6710, untuk ruang contoh, dan persimpangan dinding pertama dihitung sebagai (55/61, 363/61). Saya cukup yakin ini benar karena entri Monte Carlo (perlahan) menyatu dengan hasil yang sama.

Legenda:

z light roomPoints
    -- Main function, returns lit area.
    -- Compute list of visible corners in the room, then calls (&).
(&) light roomPoints' visibleCorners
    -- Compute visibility polygon. visibleCorners is the subset of points
    -- that are visible from the light. The first point of roomPoints'
    -- must coincide with the first visibleCorner.
x pEndpoints p1 p2 qSegment q1 q2
    -- Intersect line segments (p1, p2) and (q1, q2).
    -- If pEndpoints, exclude endpoints p1, p2.
    -- If not qSegment, allow intersection to extend past q2 (i.e. raycast).
r   -- Rotate list by one, used to construct closed loops etc.
s   -- Construct closed loop
(!) -- Vector between two points
(?) -- Dot product
(#) -- Cross product
o   -- Polygon area

Bonus: Gloss GUI untuk pengujian. Klik di sebelah poin untuk memindahkannya.

import qualified Graphics.Gloss as G
import qualified Graphics.Gloss.Interface.IO.Interact as GI

solnPoly a b|let c@(d:_)=[c|c<-b,and[all(==c)$x 1 d e 1 a c|(d,e)<-s b]]=a&until((d==).head)r b$c++[d]
solnArea = z

main =
  let fromRatP (x, y) = (fromRational x, fromRational y)
      displayScale = 10
      scalePoints = G.scale (fromInteger displayScale) (fromInteger displayScale)
      displayMode = G.InWindow "" (512, 512) (0, 0)
      drawBasePoly pointSz ps =
          mconcat $ G.lineLoop ps :
                    [G.translate x y (G.circleSolid pointSz) | (x, y) <- ps]
      drawVisPolyOf light ps =
          G.color G.blue $ drawBasePoly 0.2 $ map fromRatP $ solnPoly light ps
      drawLight (x, y) =
          G.translate x y $
          G.color G.yellow (G.circleSolid 0.5) <> G.circle 0.5
      draw (light, ps) =
          mconcat [
              scalePoints $ drawLight (fromRatP light),
              scalePoints $ drawBasePoly 0.4 (map fromRatP ps),
              scalePoints $ drawVisPolyOf light ps,
              G.translate (-200) (-50) $ G.scale 0.2 0.2 $
                G.color G.blue $ G.text $ "Lit area: " ++ show (solnArea light ps)
          ]
      event (GI.EventKey (GI.MouseButton GI.LeftButton) GI.Down _ (curx_, cury_)) (light, ps) =
          let dist (x,y) (x',y') = (x'-x)^2 + (y'-y)^2
              curx = curx_ / fromInteger displayScale
              cury = cury_ / fromInteger displayScale
              cursorR = (fromInteger$round curx, fromInteger$round cury)
              maxDist = 3
              snapAmount = 1
              (d, i) = minimum [(dist p cursorR, i) | (p, i) <- zip (light : ps) [0..]]
              snapTo n a = fromInteger$n*round(a/fromInteger n)
              snapCursor = (snapTo snapAmount curx, snapTo snapAmount cury)
              light' | i == 0 && d < maxDist^2 = snapCursor
                     | otherwise = light
              ps' | i > 0 && d < maxDist^2 = take (i-1) ps ++ [snapCursor] ++ drop i ps
                  | otherwise = ps
          in (light', ps')
      event _ state = state
      state0 =
        ((2, 2), [(0, 0), (10, 0), (10, 5), (20, 0), (20, 20), (15, 5),
                  (10, 10), (6, 10), (10, 12), (0, 12), (4, 10), (0, 10)])
  in G.play displayMode G.white 60
            state0
            draw
            event
            (\_ -> id)

Tangkapan layar


Sebenarnya kamu benar. Saya pasti membuat kesalahan ketik. Akan memperbarui angka-angka itu sedikit
kecurangan

1

APL + MENANG

Ini adalah versi tanpa tantangan dari tantangan menarik ini yang saya tawarkan untuk menunjukkan logika saya. APL + WIN versi kuno saya tidak cocok untuk struktur kontrol bersarang golf. Semakin banyak APL modern yang dapat melakukan tantangan dengan lebih baik?

Jika pembaca memvalidasi logika saya akan mencoba golf solusi ini. Jika logikanya salah saya hanya akan menghapus.

r←b Room v

⍝Separate x and y coordinates of vertices               
x←v[;1] ⋄ y←v[;2]

⍝Intercept and slope of each line segment and ray through each vertex
s←(y,¨1⌽y)⌹¨(1E¯9+1,[1.1]¨x,¨1⌽1E¯9+x)
l←(y,¨b[2])⌹¨(1E¯9+1,[1.1]¨x,¨b[1]+1E¯9)                          

⍝Coordinates of vertices
x←x,¨1⌽x ⋄ y←y,¨1⌽y                                                  

⍝Initialise intersection matrix
r←((⍴s),0)⍴0

⍝Evaluate intersection matrix 
:for i :in ⍳⍴l 
    t←0⍴0
    :for j :in ⍳⍴s
        t←t,⍎1⍕∊((↑∊l[i])-↑∊s[j])÷((1↓∊s[j])-1↓∊l[i]) 
    :endfor
    z←r←r,t
:endfor 

⍝Identify x coordinates of valid intersections in the direction of the ray
:for i :in ⍳⍴l 
    t←(r[i;i])
    :for j :in ⍳⍴s
        :if t<b[1] 
            r[j;i]←r[j;i]×(r[j;i]<t)^r[j;i]>⌊/∊x[i]
        :else
            r[j;i]←r[j;i]×(r[j;i]>t)^r[j;i]<⌈/∊x[i]
        :endif
    :endfor
 :endfor

⍝Identify the edges intersected
e←(+/r≠0)/⍳⍴l 

⍝Intersection x coordinates
cx←(+/r)[e]

⍝Intersection y coordinates
cy←⍎1⍕+/¨(s[e])× 1,¨(+/r)[e]

⍝Replace original coordinates that are in shadow
x[e]←(1↓¨x[e]),¨cx
y[e]←(1↓¨y[e]),¨cy

⍝Calculate lit area
r←+/.5×(|-/¨x)×|-/¨y                                               

0

R , 296.225 byte

function(s,l,u=cbind(s,s[,1]),d=t(diff(t(u))),q=l-u,r=apply(s,1,range),g=c(diff(r)))mean(replicate(1e6,!any((q[i<-1:ncol(s)*2]*(p=runif(2)*g+r[1,]-u)[j<-i-1]>p[i]*q[j])!=(q[i+2]*p[i+1]>q[i+1]*p[i+2])&(p[i]*d[j]>p[j]*d[i])!=(q[i]*d[j]>q[j]*d[i]))))*prod(g)

Cobalah online!

Ini adalah versi pengurangan lebih lanjut dari jawaban Python . Metode inti Monte Carlo adalah sama, tetapi saya mengatur ulang beberapa fungsi untuk membuatnya lebih pendek. Dalam iterasi pertama saya, saya sudah terlalu agresif dalam penataan ulang, dan saya kemudian menyadari bahwa saya bisa mengoptimalkan panjang dan kecepatan dengan kembali ke versi algoritma persimpangan yang lebih dekat dengan python.

Berikut adalah versi yang tidak dikoleksi yang juga memplot hasilnya:

find_lit_ungolf <- function(shape, light, plot = TRUE) {
  lines <- cbind(shape ,shape[,1])
  diffs <- t(diff(t(lines)))
  light_minus_lines <- light - lines
  shape_range <- apply(s,1,range)
  shape_range_diff <- c(diff(shape_range))
  successes <- t(replicate(
    n = 1e5,
    {
      random_point <- runif(2) * shape_range_diff + shape_range[1, ]
      random_minus_lines <- random_point - lines
      q <- light_minus_lines
      p <- random_minus_lines
      d <- diffs
      i <- 1:ncol(s)*2
      success <-
        !any((q[i]*p[i-1]>p[i]*q[i-1])!=(q[i+2]*p[i+1]>q[i+1]*p[i+2])&(p[i]*d[i-1]>p[i-1]*d[i])!=(q[i]*d[i-1]>q[i-1]*d[i]))
      c(random_point, success)
    }))
  colnames(successes) <- c("x", "y", "success")
  if (plot) {
    shape <- t(shape)
    colnames(shape) <- c("x", "y")
    print(ggplot(as_tibble(successes), aes(x, y)) +
      geom_point(aes(colour = factor(success)), alpha = 0.3) +
      geom_polygon(data = as_tibble(shape), alpha = 0.2) +
      annotate("point", light[1], light[2], col = "yellow"))
  }
  mean(successes[, 3]) * prod(shape_range_diff)
}
find_lit_ungolf(s, l)

Petak cahaya di kamar

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.