16.01.2020
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 turtle.speed(0) turtle.ht() # VARIABLEN anzahlKerne = 15 max_x = 300 max_y = 300 # KLASSEN class Gerade(object): ov = (0,0) #Ortsvektor rv = (0,0) #Richtungsvektor l = 0; #Laenge kerne = (0,0) 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 # MAIN # genriert die Liste der Kerne ker = generiereKernListe(anzahlKerne,max_x,max_y) print("Kerne : ",ker) listeGeraden = [] # 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) listeGeraden.append(eineGerade) # zeichnet alle Linien zwischen allen Punkten turtle.color("cyan") for i in range(0, len(listeGeraden)): zeichneLinie(listeGeraden[i].ov,listeGeraden[i].ov+listeGeraden[i].rv) schnitt = 0 l = len(listeGeraden) #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(listeGeraden[i],listeGeraden[k]) if (z[0][0]<1-epsilon and z[0][0]>0+epsilon and z[1][0]<1-epsilon and z[1][0]>0+epsilon): #print("\n\n ",i," OV ",listeGeraden[i].ov," ",i," RV ",listeGeraden[i].rv," ",k," OV ",listeGeraden[k].ov," ",k," RV ",listeGeraden[k].rv) #print("vergleiche ",i," und ", k) #print("Schnitt\n",z[0][0],z[1][0]) schnitt=schnitt+1 #del listeGeraden[i] #ACHTUNG: EIGENTLICH SOLL DIE LÄNGERE GELÖSCHT WERDEN #print("laenge a : ",listeGeraden[i].l," laenge b : ",listeGeraden[k].l,"\n",10*" - ") if (listeGeraden[i].l < listeGeraden[k].l): del listeGeraden[k] i=0 else: del listeGeraden[i] k=0 except: #print("# end of this iteration") break k=k+1 i=i+1 #for i in range(0, l): # for k in range(i+1, l): listeRGeraden = [] for i in range(0, len(listeGeraden)): neueGerade = Gerade() neueGerade.ov = listeGeraden[i].ov+(.5*listeGeraden[i].rv) neueGerade.rv = rechtW(listeGeraden[i].rv) listeRGeraden.append(neueGerade) print("Schnitte : ", schnitt) for i in range(0, len(listeGeraden)): turtle.color("black") turtle.pensize(2) zeichneLinie(listeGeraden[i].ov,listeGeraden[i].ov+listeGeraden[i].rv) print(listeGeraden[i].kerne) turtle.color("red") turtle.pensize(1) zeichneLinie(listeRGeraden[i].ov,listeRGeraden[i].ov+listeRGeraden[i].rv) turtle.Screen().exitonclick() #turtle.done() # Gute Kernlisten: # 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)]