【JAVA】【刷题子】478. 在圆内随机生成点

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一、题目与题目分析

题目

  给定圆的半径和圆心的位置,实现函数 randPoint ,在圆中产生均匀随机点。
  实现 Solution 类:

  • Solution(double radius, double x_center, double y_center) 用圆的半径 radius 和圆心的位置 (x_center, y_center) 初始化对象
  • randPoint() 返回圆内的一个随机点。圆周上的一点被认为在圆内。答案作为数组返回 [x, y] 。 image.png
      (题目来源:力扣:478. 在圆内随机生成点

题目分析

  首先,该题的主要考验是圆的公式:x2+y2=r2x^2 + y^2 = r^2.
  在圆内随机生成点,这里就包括点(x,y)在圆上和在圆内。有了半径 radius 和圆心 (x_center, y_center),这里圆心位置用处不大,最后加上即可。(在整体逻辑会详细分析)

二、整体逻辑与主要代码

题目分析已经有了初步了解,接下来我们进入代码设计。

整体逻辑

圆心的位置,主要是最后在x和y的偏移量,加上即可。

  • ① 首先,我们定义点生成x和y的值范围;
  • ② 再对其用圆的公式判断:x2+y2r2x^2 + y^2 ≤ r^2.(即,是否在圆内的判断)
  • ③ 最后,再加上圆心的偏移量,生成double数组即可。

主要代码

整体逻辑清晰了之后,同时也有较清楚的注释。直接来看代码吧! (如有不懂的或者更好的建议,欢迎评论区分享友友的看法哈~)

class Solution {
	double r; // 圆的半径
	double x_center; // 圆心(x轴上的位置)
	double y_center; // 圆心(y轴上的位置)

	public Solution(double radius, double x_center, double y_center) {
		this.r = radius;
		this.x_center = x_center;
		this.y_center = y_center;
	}

	public double[] randPoint() {
		Random random = new Random(); // 随机数
		double x = random.nextDouble() * (r * 2) - r; // 生成[-r,r]的范围
		double y = random.nextDouble() * (r * 2) - r; // 生成[-r,r]的范围
		// 因为x,y的范围是一个[-r,r]的正方形范围,因此还需要公式判断是否在圆内(包括圆上)
		while (x * x + y * y > r * r) {
                        // 点(x,y),超出该圆,进行重置
			x = random.nextDouble() * (r * 2) - r;  // 重置 x
			y = random.nextDouble() * (r * 2) - r;  // 重置 y 
		}
		// 直到符合在圆内(包括圆上),才返回
		return new double[] { x + x_center, y + y_center };
	}
}

三、结果展示

image.png

四、总结

要非常注意一点,生成点(x,y)的时候double x = random.nextDouble() * (r * 2) - r; double y = random.nextDouble() * (r * 2) - r;,它们的范围都是[-r,r],因此,点的范围是一个正方形的范围,所以是会超出圆的范围;就是说,要注意添加上判断 x * x + y * y > r * r 是否超出圆,超出的是要进行重置。

题目数据库

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文章小尾巴

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