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import math
import numpy
import copy
class piece:
def __init__(self,vertexes):
self.vertexes = vertexes
self.angles = []
for i,vertex in enumerate(vertexes):
vec_front = vertexes[(i + 1) % len(vertexes)] - vertex
vec_back = vertexes[(i - 1 + len(vertexes)) % len(vertexes)] - vertex
inner_product = numpy.dot(vec_front,vec_back)
angle = math.acos(inner_product / (numpy.linalg.norm(vec_front) * numpy.linalg.norm(vec_back)))
if self.is_cross(vertexes,vertex,vec_front + vec_back,i) == False:
angle = 2 * math.pi - angle
self.angles.append(angle)
#print("角度 度",[numpy.rad2deg(i) for i in self.angles])
def is_on_grid(self):
"""
ピースの頂点がグリッド上に存在するかどうか判定します
"""
return numpy.allclose(self.vertexes,numpy.floor(self.vertexes))
def is_overlapped(self,another,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2):
"""枠selfに対して結合した時にピースが重なるか判定します
another: piece
ピース
self_vertex1:
枠の辺の頂点の番号，ピースの頂点 another_vertex1と重なる．
self_vertex2:
枠の辺のもうひとつの頂点の番号
another_vertex1:
ピースの辺の頂点の番号
another_vertex2:
ピースの辺のもうひとつの頂点の番号
"""
shifted_another_piece_vertexes=another.vertexes-(another.vertexes[another_vertex1]-self.vertexes[self_vertex1])
self_search_vertex2_list=numpy.concatenate((self.vertexes[1:],self.vertexes[0:1]))
for i,self_search_vertex1 in enumerate(self.vertexes):
self_search_vertex2=self_search_vertex2_list[i]
if numpy.any(numpy.cross(self_search_vertex2- self_search_vertex1,shifted_another_piece_vertexes-self_search_vertex1)<0):
return True
return False
def move(self,anotherD,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2):
"""
anotherピースを移動させる
selfとanotherのvertex1が重なりかつ指定する4つの頂点が一直線上になるように移動する
回転がうまく行けば多分これもうまくいく
anotherD:piece
ピース
self_vertex1:
selfピースの頂点の番号 anotherピースの頂点another_vertex1と重なるように移動する
self_vertex2:
selfピースのもう一つの頂点の番号
another_vertex1:
anotherピースの頂点の番号
another_vertex2:
anotherピースのもう一つの頂点の番号
"""
#変数の書き換えを防ぐ
another = anotherD
#回転
another = self.rotate(another,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2)
#selfとanotherの差を取得
dx = self.vertexes[self_vertex1,0] - another.vertexes[another_vertex1,0]
dy = self.vertexes[self_vertex1,1] - another.vertexes[another_vertex1,1]
#移動
another.vertexes[:,0] += dx
another.vertexes[:,1] += dy
return another
def merge(self,anotherD,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2):
"""
selfのピースとanotherのピースを結合
selfとanotherのvertex1が重なりかつ指定する4つの頂点が一直線上になるように結合する
回転がうまく行けばこれもうまく行ける
anotherD:piece
ピース
self_vertex1:
selfピースの頂点の番号 anotherピースの頂点another_vertex1と重なるように結合する
self_vertex2:
selfピースのもう一つの頂点の番号
another_vertex1:
anotherピースの頂点の番号
another_vertex2:
anotherピースのもう一つの頂点の番号
"""
#まず移動
another = self.move(anotherD,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2)
#テスト
#print(another.vertexes[0,0],anotherD.vertexes[0,0])
#ピース移動後に重複する頂点を探してselfの頂点はsamelistS,anotherの頂点はsamelistAに
#CwiseはClockwise(外回り)aCwiseはantiClockwise(内回り)の略
#以下Cwiseはself視点(anotherにとってのaCwiseになる)
#vertex1からCwise,aCwise各方向に重複する頂点がなくなるまで探す
#(a)Cwiseself/Aは判定を行う頂点の番号 この番号の頂点が重複したらsamelist行き
Cwiseself = self_vertex1 + 1
CwiseA = another_vertex1 - 1
#ピースの頂点の数を超えないように
if Cwiseself >= self.vertexes.shape[0]:
Cwiseself = 0
if CwiseA < 0:
CwiseA = another.vertexes.shape[0] -1
samelistS = []
samelistA = []
while (self.vertexes[Cwiseself] == another.vertexes[CwiseA]).all():
samelistS.append(Cwiseself)
samelistA.append(CwiseA)
Cwiseself += 1
CwiseA -= 1
if Cwiseself >= self.vertexes.shape[0]:
Cwiseself = 0
if CwiseA < 0:
CwiseA = another.vertexes.shape[0] - 1
aCwiseself = self_vertex1 - 1
aCwiseA = another_vertex1 + 1
if aCwiseself < 0:
aCwiseself = self.vertexes.shape[0] -1
if aCwiseA >= another.vertexes.shape[0]:
aCwiseA = 0
while (self.vertexes[aCwiseself] == another.vertexes[aCwiseA]).all():
samelistS.append(aCwiseself)
samelistA.append(aCwiseA)
aCwiseself -= 1
aCwiseA += 1
if aCwiseself < 0:
aCwiseself = self.vertexes.shape[0] -1
if aCwiseA >= another.vertexes.shape[0]:
aCwiseA = 0
#頂点も重複するので
samelistS.append(self_vertex1)
samelistA.append(another_vertex1)
#接着(結合)開始
bond = []
#self.vertexes[0]から順に外回りに新ピースの頂点を記録していく
#記録する頂点がselfかanotherか 0はself 1はanother
SA = 0
#記録する頂点番号
num = 0
while True:
if SA == 0:
#selfの頂点を記録する
#頂点が重複しているなら
if num in samelistS:
'''
if (self.angles[num] + another.angles[samelistA[samelistS.index(num)]] == 360) or (self.angles[num] + another.angles[samelistA[samelistS.index(num)]] == 180):
num = samelistA[samelistS.index(num)] + 1
SA = 1
if num >= another.vertexes.shape[0]:
num = 0
else:
'''
#新ピースの頂点一覧行き(仮)
#そしてanotherの頂点を記録し始める
#print("sV1 ",self.vertexes[num])
bond.append(self.vertexes[num].tolist())
num = samelistA[samelistS.index(num)] + 1
SA = 1
if num >= another.vertexes.shape[0]:
num = 0
else:
#print("sV2 ",self.vertexes[num])
bond.append(self.vertexes[num].tolist())
num += 1
if num >= self.vertexes.shape[0]:
num = 0
else:
#anotherの頂点を記録する
#頂点が重複しているなら
if num in samelistA:
'''
if (another.angles[num] + self.angles[samelistS[samelistA.index(num)]] == 360) or (another.angles[num] + self.angles[samelistS[samelistA.index(num)]] == 180):
num = samelistS[samelistA.index(num)] + 1
SA = 0
if num >= self.vertexes.shape[0]:
num = 0
else:
'''
#新ピースの頂点一覧行き(仮)
#そしてselfの頂点を記録し始める
#print("aV1 ",another.vertexes[num])
bond.append(another.vertexes[num].tolist())
num = samelistS[samelistA.index(num)] + 1
SA = 0
if num >= self.vertexes.shape[0]:
num = 0
else:
#print("aV2 ",another.vertexes[num])
bond.append(another.vertexes[num].tolist())
num += 1
if num >= another.vertexes.shape[0]:
num = 0
#self[0]に戻ってきたら(新ピースに必要な頂点をすべて記録したら)break
if (SA == 0) and (num == 0):
break
#角度がpiなど頂点としての体を成していない頂点を削除
ret = piece(numpy.array(bond))
invalid = []
for i in range(ret.vertexes.shape[0]):
#print(ret.angles[i])
if (ret.angles[i] == math.pi) or (ret.angles[i] == math.pi * 2) or (ret.angles[i] == 0):
invalid.append(i)
invalid.reverse()
for i in invalid:
ret.angles = numpy.delete(ret.angles,i)
ret.vertexes = numpy.delete(ret.vertexes,i,0)
#お出口は後ろ側です(結合済みピースを返します)
return ret
def rotate(self,another,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2):
#辺のベクトルをもとめる！
vecter_self = self.vertexes[self_vertex2]-self.vertexes[self_vertex1];
vecter_another = another.vertexes[another_vertex2]-another.vertexes[another_vertex1];
#ベクトルの内積をもとめる！・・・は説明変数無しに1行にまとめる!
#ベクトルの大きさをもとめる！・・・も説明変数無しに1行にまとめる!
#θをもとめる！
rotate_angle = math.acos(numpy.dot(vecter_self,vecter_another) / (numpy.linalg.norm(vecter_self) * numpy.linalg.norm(vecter_another)))
#回転行列をもとめる！
rotate_matrix = numpy.matrix([
[numpy.cos(rotate_angle) , -numpy.sin(rotate_angle)],
[numpy.sin(rotate_angle) , numpy.cos(rotate_angle)]
])
#回転行列で回転後の座標をもとめる！
shifted_another_piece=copy.deepcopy(another)
shifted_another_piece.vertexes=shifted_another_piece.vertexes-(another.vertexes[another_vertex1]-self.vertexes[self_vertex1])
shifted_another_piece.vertexes=numpy.squeeze(numpy.asarray((rotate_matrix*shifted_another_piece.vertexes.T).T))
return shifted_another_piece
def flip(self):
self.vertexes[:,0]*=-1
self.vertexes[:,0]-=min(self.vertexes[:,0])
def is_cross(self,vertexes,origin,vec_sum,j):
count = 0
vertexes_shifted=vertexes-origin
len_shifted = len(vertexes_shifted)
vec_sum = vec_sum*100
for i in range(1,len_shifted - 2):
vertex_1 = vertexes_shifted[(j + i) % len_shifted]
vertex_2 = vertexes_shifted[(j + i + 1) % len_shifted]
vertex_3 = vertexes_shifted[(j + i + 2) % len_shifted]
ax = 0
ay = 0
bx = vec_sum[0]
by = vec_sum[1]
cx = vertex_1[0]
cy = vertex_1[1]
dx = vertex_2[0]
dy = vertex_2[1]
ta = (cx - dx) * (ay - cy) + (cy - dy) * (cx - ax)
tb = (cx - dx) * (by - cy) + (cy - dy) * (cx - bx)
tc = (ax - bx) * (cy - ay) + (ay - by) * (ax - cx)
td = (ax - bx) * (dy - ay) + (ay - by) * (ax - dx)
#通常交差
if (tc * td < 0) and (ta * tb < 0):
count+=1
print("count check",count)
#頂点パターン1-3
if (td == 0):
#交差パターン3
if(ta == 0 and tb == 0 and tc == 0 and td == 0):
count = count
#交差パターン2
elif(self.is_cross_2(ax,ay,bx,by,cx,cy,vertex_3[0],vertex_3[1])):
count = count
#交差パターン1
else:
count +=1
return count % 2 == 0
def is_cross_2(self,ax,ay,bx,by,cx,cy,dx,dy):
ta = (cx - dx) * (ay - cy) + (cy - dy) * (cx - ax)
tb = (cx - dx) * (by - cy) + (cy - dy) * (cx - bx)
tc = (ax - bx) * (cy - ay) + (ay - by) * (ax - cx)
td = (ax - bx) * (dy - ay) + (ay - by) * (ax - dx)
return (tc * td < 0) and (ta * tb < 0)
def is_merge(self,another,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2):
"""
selfのピースとanotherのピースが統合できるかどうか判定します
another:piece
ピース
self_vertex1:
selfピースの頂点の番号 anotherピースの頂点another_vertex1と重なるように結合する
self_vertex2:
selfピースのもう一つの頂点の番号
another_vertex1:
anotherピースの頂点の番号
another_vertex2:
anotherピースのもう一つの頂点の番号
"""
#回転→is_overlapped()→merge()→is_on_grid()
# ↑←frip()←←←↓ 結合判定
flip_frag=False
for i in range(2):
self.rotate(another,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2)
if self.is_overlapped(another,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2):
self.merge(another,self_vertex1,self_vertex2,another_vertex1,another_vertex2)
if self.is_on_grid()==True:
return True
self.flip()
return False