けんちょんの競プロ精進記録

競プロの精進記録や小ネタを書いていきます

AOJ 1132 Circle and Points (ICPC 国内予選 2004 D)

最小包含円と似て異なる問題。

問題へのリンク

問題概要

二次元平面上に  N 個の点がある。
半径 1 の円を上手に配置したときに、その中に含めることにできる点の個数の最大値を求めよ。

制約

  •  1 \le N \le 300
  •  0.0 \le x_{i}, y_{i} \le 10.0

考えたこと

 N 点のうち 2 点を通る半径 1 の円」に探索候補を絞ってよい。計算量は

  • 円の候補:  O(N^{2})
  • その円に含まれる点の個数を求める:  O(N)

ということで  O(N^{3}) となって十分間に合う。

2 点 a, b を通る半径 1 の円の求め方

a を中心とする半径 1 の円と、b を中心とする半径 1 の円の交点を求めて、それらを中心とすれば OK。

誤差

EPS を適当にやると通らなくて、1e-4 にしたら通った。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <algorithm>
using namespace std;


////////////////////////////
// 基本要素 (点, 線分, 円)
////////////////////////////

using DD = double;
const DD INF = 1LL<<60;      // to be set appropriately
const DD EPS = 1e-4;        // to be set appropriately
const DD PI = acosl(-1.0);
DD torad(int deg) {return (DD)(deg) * PI / 180;}
DD todeg(DD ang) {return ang * 180 / PI;}

/* Point */
struct Point {
    DD x, y;
    Point(DD x = 0.0, DD y = 0.0) : x(x), y(y) {}
    friend ostream& operator << (ostream &s, const Point &p) {return s << '(' << p.x << ", " << p.y << ')';}
};
inline Point operator + (const Point &p, const Point &q) {return Point(p.x + q.x, p.y + q.y);}
inline Point operator - (const Point &p, const Point &q) {return Point(p.x - q.x, p.y - q.y);}
inline Point operator * (const Point &p, DD a) {return Point(p.x * a, p.y * a);}
inline Point operator * (DD a, const Point &p) {return Point(a * p.x, a * p.y);}
inline Point operator * (const Point &p, const Point &q) {return Point(p.x * q.x - p.y * q.y, p.x * q.y + p.y * q.x);}
inline Point operator / (const Point &p, DD a) {return Point(p.x / a, p.y / a);}
inline Point conj(const Point &p) {return Point(p.x, -p.y);}
inline Point rot(const Point &p, DD ang) {return Point(cos(ang) * p.x - sin(ang) * p.y, sin(ang) * p.x + cos(ang) * p.y);}
inline Point rot90(const Point &p) {return Point(-p.y, p.x);}
inline DD cross(const Point &p, const Point &q) {return p.x * q.y - p.y * q.x;}
inline DD dot(const Point &p, const Point &q) {return p.x * q.x + p.y * q.y;}
inline DD norm(const Point &p) {return dot(p, p);}
inline DD abs(const Point &p) {return sqrt(dot(p, p));}
inline DD amp(const Point &p) {DD res = atan2(p.y, p.x); if (res < 0) res += PI*2; return res;}
inline bool eq(const Point &p, const Point &q) {return abs(p - q) < EPS;}
inline bool operator < (const Point &p, const Point &q) {return (abs(p.x - q.x) > EPS ? p.x < q.x : p.y < q.y);}
inline bool operator > (const Point &p, const Point &q) {return (abs(p.x - q.x) > EPS ? p.x > q.x : p.y > q.y);}
inline Point operator / (const Point &p, const Point &q) {return p * conj(q) / norm(q);}

/* Line */
struct Line : vector<Point> {
    Line(Point a = Point(0.0, 0.0), Point b = Point(0.0, 0.0)) {
        this->push_back(a);
        this->push_back(b);
    }
    friend ostream& operator << (ostream &s, const Line &l) {return s << '{' << l[0] << ", " << l[1] << '}';}
};

/* Circle */
struct Circle : Point {
    DD r;
    Circle(Point p = Point(0.0, 0.0), DD r = 0.0) : Point(p), r(r) {}
    friend ostream& operator << (ostream &s, const Circle &c) {return s << '(' << c.x << ", " << c.y << ", " << c.r << ')';}
};


////////////////////////////
// 円や直線の交点
////////////////////////////

Point proj_for_crosspoint(const Point &p, const Line &l) {
    DD t = dot(p - l[0], l[1] - l[0]) / norm(l[1] - l[0]);
    return l[0] + (l[1] - l[0]) * t;
}
vector<Point> crosspoint(const Line &l, const Line &m) {
    vector<Point> res;
    DD d = cross(m[1] - m[0], l[1] - l[0]);
    if (abs(d) < EPS) return vector<Point>();
    res.push_back(l[0] + (l[1] - l[0]) * cross(m[1] - m[0], m[1] - l[0]) / d);
    return res;
}
vector<Point> crosspoint(const Circle &e, const Circle &f) {
    vector<Point> res;
    DD d = abs(e - f);
    if (d < EPS) return vector<Point>();
    if (d > e.r + f.r + EPS) return vector<Point>();
    if (d < abs(e.r - f.r) - EPS) return vector<Point>();
    DD rcos = (d * d + e.r * e.r - f.r * f.r) / (2.0 * d), rsin;
    if (e.r - abs(rcos) < EPS) rsin = 0;
    else rsin = sqrt(e.r * e.r - rcos * rcos);
    Point dir = (f - e) / d;
    Point p1 = e + dir * Point(rcos, rsin);
    Point p2 = e + dir * Point(rcos, -rsin);
    res.push_back(p1);
    if (!eq(p1, p2)) res.push_back(p2);
    return res;
}
vector<Point> crosspoint(const Circle &e, const Line &l) {
    vector<Point> res;
    Point p = proj_for_crosspoint(e, l);
    DD rcos = abs(e - p), rsin;
    if (rcos > e.r + EPS) return vector<Point>();
    else if (e.r - rcos < EPS) rsin = 0;
    else rsin = sqrt(e.r * e.r - rcos * rcos);
    Point dir = (l[1] - l[0]) / abs(l[1] - l[0]);
    Point p1 = p + dir * rsin;
    Point p2 = p - dir * rsin;
    res.push_back(p1);
    if (!eq(p1, p2)) res.push_back(p2);
    return res;
}



int main() {
    int N;
    while (cin >> N, N) {
        vector<Point> v(N);
        for (int i = 0; i < N; ++i) cin >> v[i].x >> v[i].y;

        vector<Point> alt;
        for (int i = 0; i < N; ++i) {
            for (int j = i+1; j < N; ++j) {
                Circle c1(v[i], 1.0), c2(v[j], 1.0);
                auto cp = crosspoint(c1, c2);
                for (auto p : cp) alt.push_back(p);
            }
        }

        int res = 1;
        for (auto p : alt) {
            int tmp = 0;
            for (auto q : v) if (abs(p-q) < 1.0 + EPS) ++tmp;
            res = max(res, tmp);
        }
        cout << res << endl;
    }
}