----- ====== Code: Arbeitstermin 07 ====== **23.01.2020** [[ws1920:cd_u00|<<]] | [[ws1920:scutoids|Home]] | [[ws1920:arbeitstermin_07|Text]] | [[ws1920:cd_u01|>>]] Aktuelle Programmversion # -*- coding: utf-8 -*- """ Created on Thu Dec 19 15:31:18 2019 @author: Lukas """ import numpy as np import math import turtle import random as rn import copy turtle.speed(0) turtle.ht() # VARIABLEN anzahlKerne = 20 max_x = 300 max_y = 300 # KLASSEN class Gerade(object): ov = (0,0) #Ortsvektor rv = (0,0) #Richtungsvektor l = 0; #Laenge kerne = (0,0) # gibt an, welche Kerne durch die Linie verbunden werden wink = 0 # gibt an, in welchem Winkel der Richtungsvektor steht start=0 ende=1 index=0 def toString(): print("OV : "+Gerade.ov+" RV : "+Gerade.rv+" Kerne "+Gerade.kerne) # METHODEN def generiereKernListe(n,maxx,maxy): # generiert eine Liste von Punkten im R^2 liste=[] for c in range(n): x = rn.randint(-maxx,maxx)#rn.uniform(0,maxx) y = rn.randint(-maxy,maxy)#rn.uniform(0,maxy) liste.append((x,y)) return liste def zeichneLinie(start,ende): # zeichnet eine Linie zwischen start und ende mithilfe einer turtle turtle.penup() turtle.goto(start) turtle.pendown() turtle.goto(ende) def richtungLinie(start,ende): # gibt den Richtungsvektor von start nach ende aus richtung = np.subtract(ende,start) return richtung def schnittTest(g1,g2): # testetm ob g1 und g2 sich schneiden return np.linalg.solve([[g2.rv[0],-g1.rv[0]],[g2.rv[1],-g1.rv[1]]],[[g1.ov[0]-g2.ov[0]],[g1.ov[1]-g2.ov[1]]]) def vektorLänge(v2): # errechnet die Laenge eines Vektors v1 = np.array([0,0]) return math.sqrt((abs(v1[0]-v2[0])**2)+(abs(v1[1]-v2[1])**2)) def vektorNorm(v): # normiert einen Vektor return(1/math.sqrt(v[0]**2+v[1]**2)*v) def punktAufLinie(p,o,r): # liegt punkt p auf der geraden g = o + m*r? if(np.array_equal(p,o)): return False elif(np.array_equal(r,[0,0])): return False elif(r[1] == 0): a = (p[0]-o[0])/r[0] if (o[1]+a*r[1] == p[1]): if(a<1 and a>0): return True else: return False else: return False else: a = (p[1]-o[1])/r[1] if (o[0]+a*r[0] == p[0]): if(a<1 and a >0): return True else: return False else: return False def rechtW(v): # findet einen Vektoren im rechten Winkel zu dem gegebenen Vektor v_neu = np.array((-v[1],v[0])) return v_neu def zwischenWinkel(a,b): # gibt den Winkel zwischen zwei Vektoren aus w = (a[0]*b[0]+a[1]*b[1])/(math.sqrt(a[0]**2+a[1]**2)*math.sqrt(b[0]**2+b[1]**2)) w = math.degrees(math.acos(w)) return w def xAchseWinkel(a): w = (a[0]*1+a[1]*0)/(math.sqrt(a[0]**2+a[1]**2)*math.sqrt(1**2+0**2)) w = math.degrees(math.acos(w)) if (a[1]<0): w = 360 -w return w # MAIN # genriert die Liste der Kerne ker = generiereKernListe(anzahlKerne,max_x,max_y) #anzahlKerne = 30 #ker = [(253, 63), (-202, 25), (117, -194), (271, 247), (-84, -96), (145, 215), (-81, -145), (157, -297), (-157, 80), (217, 164), (175, -253), (-190, -48), (-122, 193), (253, -268), (-211, -81), (-121, 64), (-249, -25), (244, 298), (-42, 98), (-144, 218), (42, -56), (-141, 118), (125, 63), (-119, -21), (-79, 238), (21, 272), (100, -107), (147, 25), (-170, -54), (260, 267)] print("Kerne : ",ker) listGer = [] # generiert alle Linien zwischen den Kernen for i in range(0,anzahlKerne): for k in range(i,anzahlKerne): if (i!=k): eineGerade = Gerade() eineGerade.ov = np.array(ker[i]) eineGerade.rv = np.subtract(ker[k],ker[i]) eineGerade.l = vektorLänge(eineGerade.rv) # welche Kerne verbindet die Linie? eineGerade.kerne = (i,k) listGer.append(eineGerade) # zeichnet alle Linien zwischen allen Punkten #turtle.color("cyan") #for i in range(0, len(listGer)): # zeichneLinie(listGer[i].ov,listGer[i].ov+listGer[i].rv) schnitt = 0 l = len(listGer) #testet, welche geraden gelöscht werden sollen i = 0 k = 0 epsilon = 0.0001 #*anzahlKerne while (i < l): k = i+1 while (k < l): z = [0,0] if(i!=k): #for k in range(i+1, l): try: # schneiden sich die Linien? z = schnittTest(listGer[i],listGer[k]) if (z[0][0]<1 and z[0][0]>0 and z[1][0]<1 and z[1][0]>0 and listGer[i].kerne[0] != listGer[k].kerne[0] and listGer[i].kerne[1] != listGer[k].kerne[1] and listGer[i].kerne[1] != listGer[k].kerne[0] and listGer[i].kerne[0] != listGer[k].kerne[1]): #print("\n\n ",i," OV ",listGer[i].ov," ",i," RV ",listGer[i].rv," ",k," OV ",listGer[k].ov," ",k," RV ",listGer[k].rv) #print("vergleiche ",i," und ", k) #print("Schnitt\n",z[0][0],z[1][0]) schnitt=schnitt+1 #del listGer[i] #ACHTUNG: EIGENTLICH SOLL DIE LÄNGERE GELÖSCHT WERDEN #print("laenge a : ",listGer[i].l," laenge b : ",listGer[k].l,"\n",10*" - ") if (listGer[i].l < listGer[k].l): del listGer[k] i=0 else: del listGer[i] k=0 except: #print("# end of this iteration") break k=k+1 i=i+1 for i in range(0, len(listGer)): listGer[i].index = i; # die Geraden in den Kernen müssen wissen, welchem echtem Index sie angehören # HIER NEU EINGEFÜGT!!! # listen, die die einzelnen Kerne abspeichert vK = [] # Geraden in listen so geordnet, dass sie ihrem kern zugeordnet werden for k in range(0, anzahlKerne): kernGeraden = [] vK.append(kernGeraden) for i in range(0, len(listGer)): if (listGer[i].kerne[0] == k): obj = copy.copy(listGer[i]) obj.wink = xAchseWinkel(obj.rv) vK[k].append(obj) vK[k].sort(key=lambda x: x.wink, reverse=False) if (listGer[i].kerne[1] == k): obj = copy.copy(listGer[i]) obj.wink = xAchseWinkel((-1)*obj.rv) vK[k].append(obj) vK[k].sort(key=lambda x: x.wink, reverse=False) for j in range(0, len(vK)): print("\nWinkel von Kern ",j," (",len(vK[j])," Stück) : ") for g in range(0, len(vK[j])): if (vK[j][g].kerne[0] != j): print(vK[j][g].index,vK[j][g].wink, "kern", vK[j][g].kerne[0]) else: print(vK[j][g].index,vK[j][g].wink, "kern", vK[j][g].kerne[1]) # Geraden in den Kernen werden sortiert listRGer = [] for i in range(0, len(listGer)): neueGerade = Gerade() neueGerade.ov = listGer[i].ov+(.5*listGer[i].rv) neueGerade.rv = rechtW(listGer[i].rv) listRGer.append(neueGerade) # funktioniert schonmal, jetzt müssen die aber auch richtig gezeichnet werden... for f in range(0, anzahlKerne): for i in range(0, len(vK[f])): if (i-1 < 0): oG = schnittTest(listRGer[vK[f][i].index], listRGer[vK[f][len(vK[f])-1].index]) listRGer[vK[f][i].index].start = oG[1] listRGer[vK[f][len(vK[f])-1].index].ende = oG[0] print("Kern ",f," Stelle",i,len(vK[f])-1,"\n Winkel",vK[f][i].wink, vK[f][len(vK[f])-1].wink," \n",oG) else: oG = schnittTest(listRGer[vK[f][i].index], listRGer[vK[f][i-1].index]) listRGer[vK[f][i].index].start = oG[1] listRGer[vK[f][i-1].index].ende = oG[0] print("Kern ",f," Stelle",i,i-1,"\n Winkel",vK[f][i].wink, vK[f][i-1].wink," \n",oG) print("Schnitte : ", schnitt) for i in range(0, len(listRGer)): print(listRGer[i].start, listRGer[i].ende) for i in range(0, len(listGer)): turtle.color("red") turtle.pensize(2) zeichneLinie(listGer[i].ov,listGer[i].ov+listGer[i].rv) turtle.color("black") turtle.pensize(2) #zeichneLinie(listRGer[i].ov,listRGer[i].ov+listRGer[i].rv) zeichneLinie(listRGer[i].ov+(listRGer[i].rv * listRGer[i].start),listRGer[i].ov+(listRGer[i].rv * listRGer[i].ende)) print(ker) turtle.Screen().exitonclick() #turtle.done() # Gute Kernlisten: # für die tests [(28, 151), (-79, 119), (18, 183), (-226, 148), (182, -18)] # beste : [(52, 199), (101, 243), (-227, -48), (5, 213), (26, -294), (197, 174), (57, -275), (-61, -63), (206, 6), (-112, 62), (26, 105), (247, 121), (287, 161), (152, 272), (209, -94)] # beste : [(-92, 125), (-172, -127), (282, 26), (43, 114), (52, -6), (-155, -212), (-187, 135), (125, -30), (-78, -80), (8, -165), (-292, -8), (140, -7), (-252, -254), (-47, -19), (292, -225)] # 15 : [(-214, -223), (65, 86), (113, -226), (227, -199), (8, -5), (94, 193), (-218, -280), (108, -30), (206, 217), (-21, -292), (215, 112), (-289, -86), (-127, 50), (-257, 298), (-194, 254)] # 15 : [(-158, 54), (181, -2), (-55, -230), (158, 192), (106, -216), (150, -88), (156, -245), (-22, 261), (67, 2), (-47, -27), (81, -28), (81, -252), (290, -54), (282, 286), (-32, -188)] # 15 : [(166, 27), (-152, 245), (-152, 79), (-64, 298), (259, -222), (98, 177), (38, 227), (-40, -201), (55, 68), (-291, 272), (60, -232), (143, -282), (-86, 49), (53, 270), (160, -177)] # 25 : [(-98, 152), (8, 295), (-153, -130), (-272, 86), (-92, 57), (157, 255), (-121, 134), (-42, -17), (-57, -238), (-290, -26), (-233, 8), (-271, 160), (27, 43), (-32, 292), (108, -297), (-41, 207), (67, -111), (-209, -224), (172, -288), (255, -136), (105, -229), (166, 42), (-145, -288), (33, 193), (77, 78)] # 7 : [(76, -55), (-297, -51), (162, -110), (-50, -9), (125, 18), (-21, 35), (-259, 175), (-194, 23), (-243, -147), (181, -288)] # 30 : [(-168, -165), (94, -217), (-10, 185), (-90, 224), (-140, 246), (189, 28), (297, -126), (-211, 290), (71, -6), (-298, -79), (-78, 51), (277, -97), (135, 56), (47, 107), (182, -138), (258, -241), (-292, 3), (257, -188), (227, -261), (90, -2), (-228, 19), (153, -44), (-169, -146), (225, 33), (78, 166), (142, 238), (0, -105), (217, 83), (211, -195), (-142, -79)] # 30 : [(253, 63), (-202, 25), (117, -194), (271, 247), (-84, -96), (145, 215), (-81, -145), (157, -297), (-157, 80), (217, 164), (175, -253), (-190, -48), (-122, 193), (253, -268), (-211, -81), (-121, 64), (-249, -25), (244, 298), (-42, 98), (-144, 218), (42, -56), (-141, 118), (125, 63), (-119, -21), (-79, 238), (21, 272), (100, -107), (147, 25), (-170, -54), (260, 267)]