【C++】开源：CGAL计算几何库配置使用

文章目录

• • :smirk:1. 项目介绍
  • :blush:2. 环境配置
  • :satisfied:3. 使用说明

😏1. 项目介绍

项目Github地址：https://github.com/CGAL/cgal

CGAL（Computational Geometry Algorithms Library）是一个开源的计算几何算法库，它提供了一套丰富的数据结构和算法来解决各种计算几何问题。它是一个功能强大、可靠、高效且易于使用的库。

CGAL 提供了广泛的计算几何算法和数据结构，包括但不限于以下领域：

CGAL 使用 C++ 编写，具有良好的可扩展性和可移植性。它还与其他库和工具集成，在计算机图形学、计算机辅助设计、计算机辅助制造、机器人学、仿真和科学计算等领域得到了广泛应用。

😊2. 环境配置

下面进行环境配置：

apt安装的是老版本4.x，建议源码安装，这里我选的5.1.1.

# apt安装
sudo apt install libcgal-dev
# 源码安装
# 依赖
sudo apt install build-essential libboost-all-dev libgmp-dev libmpfr-dev libopencv-dev
从 `https://github.com/CGAL/cgal/releases/tag/v5.1.1` 下载zip
mkdir build
cd build
cmake -DCGAL_HEADER_ONLY=OFF -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALLED_PREFIX=../install ..
make
sudo make install

编译运行：

g++ -o main main.cpp -lCGAL -lgmp
./main

😆3. 使用说明

下面进行使用分析：

计算点集的凸包算法示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <CGAL/Exact_predicates_inexact_constructions_kernel.h>
#include <CGAL/convex_hull_2.h>

typedef CGAL::Exact_predicates_inexact_constructions_kernel K;
typedef K::Point_2 Point;
typedef std::vector<Point> PointVector;

int main()
{
    // 创建点向量
    PointVector points, result;

    // 添加一些二维点到点向量中
    points.push_back(Point(1, 1));
    points.push_back(Point(2, 3));
    points.push_back(Point(4, 2));
    points.push_back(Point(3, 1));
    points.push_back(Point(2, 2));
    points.push_back(Point(3, 3));
    points.push_back(Point(3, 2));
    points.push_back(Point(5, 4));
    points.push_back(Point(5, 1));
    points.push_back(Point(4, 3));
    points.push_back(Point(4, 4));

    // 输出点向量
    std::cout << "点集 Points:" << std::endl;
    for (const auto &p : points)
    {
        std::cout << "(" << p.x() << ", " << p.y() << ")" << std::endl;
    }

    // 计算点集的凸包
    CGAL::convex_hull_2(points.begin(), points.end(), std::back_inserter(result));

    // 确定绘制区域的边界框
    double min_x = result[0].x(); 
    double max_x = result[0].x();
    double min_y = result[0].y();
    double max_y = result[0].y();

    // 输出凸包的点坐标
    std::cout << "凸包点 Convex Hull Points:" << std::endl;
    for (const auto &p : result)
    {
        std::cout << "(" << p.x() << ", " << p.y() << ")" << std::endl;
        min_x = std::min(min_x, p.x());
        max_x = std::max(max_x, p.x());
        min_y = std::min(min_y, p.y());
        max_y = std::max(max_y, p.y());
    }

    // 在终端用ASCII字符简单绘制
    int width = static_cast<int>(max_x - min_x) + 1;
    int height = static_cast<int>(max_y - min_y) + 1;

    // 创建并初始化绘制区域
    std::vector<std::vector<char>> canvas(height, std::vector<char>(width, '.'));

    // 在绘制区域上绘制点
    for (const auto& p : result)
    {
        int x = static_cast<int>(p.x() - min_x);
        int y = static_cast<int>(p.y() - min_y);
        canvas[y][x] = '#';
    }

    // 输出绘制结果
    std::cout << "绘制结果 #为凸包点: " << std::endl;
    for (int y = height - 1; y >= 0; --y)
    {
        for (int x = 0; x < width; ++x)
        {
            std::cout << canvas[y][x];
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

结果：

点集 Points:
(1, 1)
(2, 3)
(4, 2)
(3, 1)
(2, 2)
(3, 3)
(3, 2)
(5, 4)
(5, 1)
(4, 3)
(4, 4)
凸包点 Convex Hull Points:
(1, 1)
(5, 1)
(5, 4)
(4, 4)
(2, 3)
绘制结果 #为凸包点: 
...##
.#...
.....
#...#

以上。