Java 点到线段的距离计算
简介
在计算机图形学和几何学中，经常会遇到计算点到线段的距离的问题。本文将介绍如何使用Java来实现计算点到线段的距离。
算法流程
下面是计算点到线段距离的算法流程：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 步骤1 | 定义线段的两个端点和待计算距离的点 |
| 步骤2 | 计算线段的长度 |
| 步骤3 | 如果线段长度为0，则直接计算点到端点的距离 |
| 步骤4 | 计算线段的方向向量 |
| 步骤5 | 计算点到线段起点的向量 |
| 步骤6 | 计算点到线段起点向量在线段方向上的投影长度 |
| 步骤7 | 如果投影长度小于0，则点到线段的距离为点到线段起点的距离 |
| 步骤8 | 如果投影长度大于线段长度，则点到线段的距离为点到线段终点的距离 |
| 步骤9 | 否则，点到线段的距离为点到线段起点的距离减去投影长度 |
代码实现
下面是使用Java实现计算点到线段距离的代码：
import java.awt.geom.Line2D;
import java.awt.geom.Point2D;
public class DistanceCalculator {
public static double distanceToSegment(Point2D.Double p, Point2D.Double start, Point2D.Double end) {
double dx = end.x - start.x;
double dy = end.y - start.y;
double segmentLengthSquared = dx * dx + dy * dy;
if (segmentLengthSquared == 0) {
return p.distance(start);
}
double t = ((p.x - start.x) * dx + (p.y - start.y) * dy) / segmentLengthSquared;
t = Math.max(0, Math.min(1, t));
double projectionX = start.x + t * dx;
double projectionY = start.y + t * dy;
return p.distance(projectionX, projectionY);
}
public static void main(String[] args) {
Point2D.Double p = new Point2D.Double(2, 2);
Point2D.Double start = new Point2D.Double(1, 1);
Point2D.Double end = new Point2D.Double(3, 3);
double distance = distanceToSegment(p, start, end);
System.out.println("Distance to segment: " + distance);
}
}
代码中的distanceToSegment方法接受三个参数：待计算距离的点p，线段的起点start和终点end。该方法返回点到线段的距离。
在main方法中，我们定义了一个点p和一个线段的起点start和终点end，然后调用distanceToSegment方法计算点到线段的距离，并打印结果。
代码解释
下面是代码中每一行的注释：
import java.awt.geom.Line2D;
import java.awt.geom.Point2D;
public class DistanceCalculator {
public static double distanceToSegment(Point2D.Double p, Point2D.Double start, Point2D.Double end) {
// 计算线段的向量
double dx = end.x - start.x;
double dy = end.y - start.y;
// 计算线段的长度的平方
double segmentLengthSquared = dx * dx + dy * dy;
// 如果线段长度为0，则点到线段的距离为点到线段起点的距离
if (segmentLengthSquared == 0) {
return p.distance(start);
}
// 计算点到线段起点的向量在线段方向上的投影长度
double t = ((p.x - start.x) * dx + (p.y - start.y) * dy) / segmentLengthSquared;
t = Math.max(0, Math.min(1, t));
// 计算点到线段起点的距离的平方
double projectionX = start.x + t * dx;
double projectionY = start.y + t * dy;
//
