Question

如何检查2个段是否相交？

我有以下数据：

Segment1 [ {x1,y1}, {x2,y2} ]
Segment2 [ {x1,y1}, {x2,y2} ]

我需要在python中编写一个小算法来检测这两行是否相交。

更新：
alt text

Answer 1

User @ i_4_got使用Python中非常有效的解决方案指向this page。为了方便起见，我在这里重现它（因为它让我很高兴在这里拥有它）：

def ccw(A,B,C):
    return (C.y-A.y) * (B.x-A.x) > (B.y-A.y) * (C.x-A.x)

# Return true if line segments AB and CD intersect
def intersect(A,B,C,D):
    return ccw(A,C,D) != ccw(B,C,D) and ccw(A,B,C) != ccw(A,B,D)

Answer 2

一条线的等式是：

f(x) = A*x + b = y

对于一个段，它完全相同，只是x包含在一个区间I中。

如果您有两个细分，定义如下：

Segment1 = {(X1, Y1), (X2, Y2)}
Segment2 = {(X3, Y3), (X4, Y4)}

潜在交点（Xa，Ya）的abcisse Xa必须包含在区间I1和I2中，定义如下：

I1 = [min(X1,X2), max(X1,X2)]
I2 = [min(X3,X4), max(X3,X4)]

我们可以说Xa包含在：

中

Ia = [max( min(X1,X2), min(X3,X4) ),
      min( max(X1,X2), max(X3,X4) )]

现在，我们需要检查此时间间隔是否存在：

if (max(X1,X2) < min(X3,X4))
    return false; // There is no mutual abcisses

所以，我们有两个线公式，一个相互间隔。您的行公式为：

f1(x) = A1*x + b1 = y
f2(x) = A2*x + b2 = y

当我们逐段得到两点时，我们能够确定A1，A2，b1和b2：

A1 = (Y1-Y2)/(X1-X2) // Pay attention to not dividing by zero
A2 = (Y3-Y4)/(X3-X4) // Pay attention to not dividing by zero
b1 = Y1-A1*X1 = Y2-A1*X2
b2 = Y3-A2*X3 = Y4-A2*X4

如果段是平行的，那么A1 == A2：

if (A1 == A2)
    return false; // Parallel segments

站在两条线上的点（Xa，Ya）必须验证公式f1和f2：

Ya = A1 * Xa + b1
Ya = A2 * Xa + b2
A1 * Xa + b1 = A2 * Xa + b2
Xa = (b2 - b1) / (A1 - A2) // Once again, pay attention to not dividing by zero

最后要做的是检查Xa是否包含在Ia中：

if ( (Xa < max( min(X1,X2), min(X3,X4) )) ||
     (Xa > min( max(X1,X2), max(X3,X4) )) )
    return false; // intersection is out of bound
else
    return true;

除此之外，您可以在启动时检查四个提供的点中的两个不等于避免所有测试。

Answer 3

您不必精确计算其中段是否相交，但只能理解它们是否相交。这将简化解决方案。

我们的想法是将一个细分作为“锚点”，将第二个细分为2个点现在，您必须找到每个点到“锚定”段（OnLeft，OnRight或Collinear）的相对位置。
对两个点执行此操作后，检查其中一个点是OnLeft，另一个是OnRight（或者如果您希望包含不正确的交叉点，则可能包括共线位置）。

然后，您必须使用锚点和分隔段的角色重复此过程。

当且仅当其中一个点是OnLeft而另一个点是OnRight时，才存在交集。有关每种可能情况的示例图像，请参阅this link以获取更详细的说明。

实现这样的方法比实际实现找到交叉点的方法要容易得多（考虑到你必须处理的许多极端情况）。

<强>更新

以下功能应说明这个想法（来源：Computational Geometry in C） 备注：此示例假设使用整数。如果您正在使用某些浮点表示（这显然可能使事情复杂化），那么您应该确定一些epsilon值来表示“相等”（主要用于IsCollinear评估）。

// points "a" and "b" forms the anchored segment.
// point "c" is the evaluated point
bool IsOnLeft(Point a, Point b, Point c)
{
     return Area2(a, b, c) > 0;
}

bool IsOnRight(Point a, Point b, Point c)
{
     return Area2(a, b, c) < 0;
}

bool IsCollinear(Point a, Point b, Point c)
{
     return Area2(a, b, c) == 0;
}

// calculates the triangle's size (formed by the "anchor" segment and additional point)
int Area2(Point a, Point b, Point c)
{
     return (b.X - a.X) * (c.Y - a.Y) -
            (c.X - a.X) * (b.Y - a.Y);
}

当然，在使用这些函数时，必须记住检查每个段是否位于另一个段之间（因为它们是有限段，而不是无限行）。

此外，使用这些功能，您可以了解您是否有正确的或不正确的交叉点。

正确：没有共线点。细分穿过每个其他“从一边到另一边”。
不当：一个片段仅“触及”另一个片段（至少一个片段）这些点是共线的锚定段）。

Answer 4

假设两个段具有端点A，B和C，D。确定交叉点的数字稳健方法是检查四个决定因素的符号：

| Ax-Cx  Bx-Cx |    | Ax-Dx  Bx-Dx |
| Ay-Cy  By-Cy |    | Ay-Dy  By-Dy |

| Cx-Ax  Dx-Ax |    | Cx-Bx  Dx-Bx |
| Cy-Ay  Dy-Ay |    | Cy-By  Dy-By |

对于交叉点，左侧的每个行列式必须与右侧的每个行列式具有相反的符号，但两条线之间不需要任何关系。您基本上是检查一个线段的每个点与另一个线段，以确保它们位于另一个线段定义的线的相对侧。

见这里：http://www.cs.cmu.edu/~quake/robust.html

Answer 5

以下是使用点积的解决方案：

Enter two words separated by spaces: Hello World
Variable 1 now contains: Hello
Variable 2 contains: World

以下是Desmos中的可视化内容：Line Segment Intersection

Answer 6

基于Liran's和Grumdrig's这里的优秀答案是一个完整的Python代码，用于验证关闭段是否相交。适用于共线段，平行于轴Y的段，退化段（详见恶魔）。假设整数坐标。浮点坐标需要修改点相等性测试。

def side(a,b,c):
    """ Returns a position of the point c relative to the line going through a and b
        Points a, b are expected to be different
    """
    d = (c[1]-a[1])*(b[0]-a[0]) - (b[1]-a[1])*(c[0]-a[0])
    return 1 if d > 0 else (-1 if d < 0 else 0)

def is_point_in_closed_segment(a, b, c):
    """ Returns True if c is inside closed segment, False otherwise.
        a, b, c are expected to be collinear
    """
    if a[0] < b[0]:
        return a[0] <= c[0] and c[0] <= b[0]
    if b[0] < a[0]:
        return b[0] <= c[0] and c[0] <= a[0]

    if a[1] < b[1]:
        return a[1] <= c[1] and c[1] <= b[1]
    if b[1] < a[1]:
        return b[1] <= c[1] and c[1] <= a[1]

    return a[0] == c[0] and a[1] == c[1]

#
def closed_segment_intersect(a,b,c,d):
    """ Verifies if closed segments a, b, c, d do intersect.
    """
    if a == b:
        return a == c or a == d
    if c == d:
        return c == a or c == b

    s1 = side(a,b,c)
    s2 = side(a,b,d)

    # All points are collinear
    if s1 == 0 and s2 == 0:
        return \
            is_point_in_closed_segment(a, b, c) or is_point_in_closed_segment(a, b, d) or \
            is_point_in_closed_segment(c, d, a) or is_point_in_closed_segment(c, d, b)

    # No touching and on the same side
    if s1 and s1 == s2:
        return False

    s1 = side(c,d,a)
    s2 = side(c,d,b)

    # No touching and on the same side
    if s1 and s1 == s2:
        return False

    return True

Answer 7

您有两个线段。通过端点A和A定义一个段。 B和第二段由端点C＆amp; D.有一个很好的技巧来表明它们必须在段的边界内相交。（请注意，线条本身可能会超出线段的边界，因此您必须小心。良好的代码也会注意平行线。）

诀窍是测试A和B点必须在线CD的两侧排成一行，并且C和D点必须位于AB线的两侧。

由于这是作业，我不会给你一个明确的解决方案。但是一个简单的测试就是使用点积来看一条线的哪一侧。因此，对于给定的行CD，计算该行的法向量（我将其称为N_C。）现在，只需测试这两个结果的符号：

dot(A-C,N_C)

和

dot(B-C,N_C)

如果这些结果具有相反的符号，则A和B是线CD的相对侧。现在对另一条线AB进行相同的测试。它具有法向量N_A。比较

的迹象

dot(C-A,N_A)

和

dot(D-A,N_A)

我会留给你弄清楚如何计算法线向量。（在二维中，这是微不足道的，但是你的代码会担心A和B是否是不同的点？同样，C和D是不同的吗？）

您仍然需要担心位于同一无限线上的线段，或者如果一个点实际落在另一个线段本身上。好的代码将迎合每一个可能的问题。

Answer 8

这是C代码，用于检查两个点是否在线段的相对侧。使用此代码，您可以检查两个段是否相交。

// true if points p1, p2 lie on the opposite sides of segment s1--s2
bool oppositeSide (Point2f s1, Point2f s2, Point2f p1, Point2f p2) {

//calculate normal to the segment
Point2f vec = s1-s2;
Point2f normal(vec.y, -vec.x); // no need to normalize

// vectors to the points
Point2f v1 = p1-s1;
Point2f v2 = p2-s1;

// compare signs of the projections of v1, v2 onto the normal
float proj1 = v1.dot(normal);
float proj2 = v2.dot(normal);
if (proj1==0 || proj2==0)
        cout<<"collinear points"<<endl;

return(SIGN(proj1) != SIGN(proj2));

}

Answer 9

这是另一个检查闭合段是否相交的python代码。它是http://www.cdn.geeksforgeeks.org/check-if-two-given-line-segments-intersect/中C ++代码的重写版本。此实现涵盖所有特殊情况（例如，所有点共线）。

def on_segment(p, q, r):
    '''Given three colinear points p, q, r, the function checks if 
    point q lies on line segment "pr"
    '''
    if (q[0] <= max(p[0], r[0]) and q[0] >= min(p[0], r[0]) and
        q[1] <= max(p[1], r[1]) and q[1] >= min(p[1], r[1])):
        return True
    return False

def orientation(p, q, r):
    '''Find orientation of ordered triplet (p, q, r).
    The function returns following values
    0 --> p, q and r are colinear
    1 --> Clockwise
    2 --> Counterclockwise
    '''

    val = ((q[1] - p[1]) * (r[0] - q[0]) - 
            (q[0] - p[0]) * (r[1] - q[1]))
    if val == 0:
        return 0  # colinear
    elif val > 0:
        return 1   # clockwise
    else:
        return 2  # counter-clockwise

def do_intersect(p1, q1, p2, q2):
    '''Main function to check whether the closed line segments p1 - q1 and p2 
       - q2 intersect'''
    o1 = orientation(p1, q1, p2)
    o2 = orientation(p1, q1, q2)
    o3 = orientation(p2, q2, p1)
    o4 = orientation(p2, q2, q1)

    # General case
    if (o1 != o2 and o3 != o4):
        return True

    # Special Cases
    # p1, q1 and p2 are colinear and p2 lies on segment p1q1
    if (o1 == 0 and on_segment(p1, p2, q1)):
        return True

    # p1, q1 and p2 are colinear and q2 lies on segment p1q1
    if (o2 == 0 and on_segment(p1, q2, q1)):
        return True

    # p2, q2 and p1 are colinear and p1 lies on segment p2q2
    if (o3 == 0 and on_segment(p2, p1, q2)):
        return True

    # p2, q2 and q1 are colinear and q1 lies on segment p2q2
    if (o4 == 0 and on_segment(p2, q1, q2)):
        return True

    return False # Doesn't fall in any of the above cases

以下是验证其有效的测试功能。

import matplotlib.pyplot as plt

def test_intersect_func():
    p1 = (1, 1)
    q1 = (10, 1)
    p2 = (1, 2)
    q2 = (10, 2)
    fig, ax = plt.subplots()
    ax.plot([p1[0], q1[0]], [p1[1], q1[1]], 'x-')
    ax.plot([p2[0], q2[0]], [p2[1], q2[1]], 'x-')
    print(do_intersect(p1, q1, p2, q2))

    p1 = (10, 0)
    q1 = (0, 10)
    p2 = (0, 0)
    q2 = (10, 10)
    fig, ax = plt.subplots()
    ax.plot([p1[0], q1[0]], [p1[1], q1[1]], 'x-')
    ax.plot([p2[0], q2[0]], [p2[1], q2[1]], 'x-')
    print(do_intersect(p1, q1, p2, q2))

    p1 = (-5, -5)
    q1 = (0, 0)
    p2 = (1, 1)
    q2 = (10, 10)
    fig, ax = plt.subplots()
    ax.plot([p1[0], q1[0]], [p1[1], q1[1]], 'x-')
    ax.plot([p2[0], q2[0]], [p2[1], q2[1]], 'x-')
    print(do_intersect(p1, q1, p2, q2))

    p1 = (0, 0)
    q1 = (1, 1)
    p2 = (1, 1)
    q2 = (10, 10)
    fig, ax = plt.subplots()
    ax.plot([p1[0], q1[0]], [p1[1], q1[1]], 'x-')
    ax.plot([p2[0], q2[0]], [p2[1], q2[1]], 'x-')
    print(do_intersect(p1, q1, p2, q2))

Answer 10

到目前为止，Georgy给出的答案是最干净的。由于brycboe的示例虽然也很简单，但也存在共线性问题，所以不得不继续研究下去。

测试代码：

#!/usr/bin/python
#
# Notes on intersection:
#
# https://bryceboe.com/2006/10/23/line-segment-intersection-algorithm/
#
# https://stackoverflow.com/questions/3838329/how-can-i-check-if-two-segments-intersect

from shapely.geometry import LineString

class Point:
    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y

def ccw(A,B,C):
    return (C.y-A.y)*(B.x-A.x) > (B.y-A.y)*(C.x-A.x)

def intersect(A,B,C,D):
    return ccw(A,C,D) != ccw(B,C,D) and ccw(A,B,C) != ccw(A,B,D)


def ShapelyIntersect(A,B,C,D):
    return LineString([(A.x,A.y),(B.x,B.y)]).intersects(LineString([(C.x,C.y),(D.x,D.y)]))


a = Point(0,0)
b = Point(0,1)
c = Point(1,1)
d = Point(1,0)

'''
Test points:

b(0,1)   c(1,1)




a(0,0)   d(1,0)
'''

# F
print(intersect(a,b,c,d))

# T
print(intersect(a,c,b,d))
print(intersect(b,d,a,c))
print(intersect(d,b,a,c))

# F
print(intersect(a,d,b,c))

# same end point cases:
print("same end points")
# F - not intersected
print(intersect(a,b,a,d))
# T - This shows as intersected
print(intersect(b,a,a,d))
# F - this does not
print(intersect(b,a,d,a))
# F - this does not
print(intersect(a,b,d,a))

print("same end points, using shapely")
# T
print(ShapelyIntersect(a,b,a,d))
# T
print(ShapelyIntersect(b,a,a,d))
# T
print(ShapelyIntersect(b,a,d,a))
# T
print(ShapelyIntersect(a,b,d,a))

Answer 11

对于段AB和CD，找到CD的斜率

slope=(Dy-Cy)/(Dx-Cx)

将CD延伸到A和B上，并将光盘直接向上移动

dist1=slope*(Cx-Ax)+Ay-Cy
dist2=slope*(Dx-Ax)+Ay-Dy

检查他们是否在对面

return dist1*dist2<0

Answer 12

由于您没有提到要查找线的交叉点，因此问题变得更容易解决。如果您需要交叉点，那么OMG_peanuts的答案是一种更快的方法。但是，如果您只想查找线是否相交，可以使用线方程（ax + by + c = 0）来实现。方法如下：

让我们从两个线段开始：段1和段2.

segment1 = [[x1,y1], [x2,y2]]
segment2 = [[x3,y3], [x4,y4]]

检查两个线段是否为非零长度线和不同的线段。
从这里开始，我假设这两个段的长度非零且不同。对于每个线段，计算线的斜率，然后以ax + + + c = 0的形式获得线的方程。现在，计算f = ax +的值+ + c对于两个点。其他线段（也为其他线段重复此操作）。
```
a2 = (y3-y4)/(x3-x4);
b1 = -1;
b2 = -1;
c1 = y1 - a1*x1;
c2 = y3 - a2*x3;
// using the sign function from numpy
f1_1 = sign(a1*x3 + b1*y3 + c1);
f1_2 = sign(a1*x4 + b1*y4 + c1);
f2_1 = sign(a2*x1 + b2*y1 + c2);
f2_2 = sign(a2*x2 + b2*y2 + c2);
```
现在剩下的就是不同的情况。如果任何点的f = 0，则两条线在某一点接触。如果f1_1和f1_2相等或者f2_1和f2_2相等，则这些线不相交。如果f1_1和f1_2不等且 f2_1且f2_2不相等，则线段相交。根据您是否要将触摸的线条视为“相交”，您可以调整您的条件。

Answer 13

我们也可以利用载体解决这个问题。

让我们将细分定义为[start, end]。鉴于两个这样的段[A, B]和[C, D]都具有非零长度，我们可以选择一个端点作为参考点，以便我们得到三个向量：

x = 0
y = 1
p = A-C = [C[x]-A[x], C[y]-A[y]]
q = B-A = [B[x]-A[x], B[y]-A[y]]
r = D-C = [D[x]-C[x], D[y]-C[y]]

从那里，我们可以通过计算p + t*r = u*q中的t和u来寻找交叉点。在稍微讨论一下这个等式后，我们得到：

t = (q[y]*p[x] - q[x]*p[y])/(q[x]*r[y] - q[y]*r[x])
u = (p[x] + t*r[x])/q[x]

因此，功能是：

def intersects(a, b):
    p = [b[0][0]-a[0][0], b[0][1]-a[0][1]]
    q = [a[1][0]-a[0][0], a[1][1]-a[0][1]]
    r = [b[1][0]-b[0][0], b[1][1]-b[0][1]]

    t = (q[1]*p[0] - q[0]*p[1])/(q[0]*r[1] - q[1]*r[0]) \
        if (q[0]*r[1] - q[1]*r[0]) != 0 \
        else (q[1]*p[0] - q[0]*p[1])
    u = (p[0] + t*r[0])/q[0] \
        if q[0] != 0 \
        else (p[1] + t*r[1])/q[1]

    return t >= 0 and t <= 1 and u >= 0 and u <= 1

Answer 14

使用 OMG_Peanuts 解决方案，我将其翻译为SQL。（HANA标量函数）

感谢OMG_Peanuts，它很棒。我使用的是圆形地球，但是距离很小，所以我觉得还可以。

FUNCTION GA_INTERSECT" ( IN LAT_A1 DOUBLE,
         IN LONG_A1 DOUBLE,
         IN LAT_A2 DOUBLE,
         IN LONG_A2 DOUBLE,
         IN LAT_B1 DOUBLE,
         IN LONG_B1 DOUBLE,
         IN LAT_B2 DOUBLE,
         IN LONG_B2 DOUBLE) 
    
RETURNS RET_DOESINTERSECT DOUBLE
    LANGUAGE SQLSCRIPT
    SQL SECURITY INVOKER AS
BEGIN

    DECLARE MA DOUBLE;
    DECLARE MB DOUBLE;
    DECLARE BA DOUBLE;
    DECLARE BB DOUBLE;
    DECLARE XA DOUBLE;
    DECLARE MAX_MIN_X DOUBLE;
    DECLARE MIN_MAX_X DOUBLE;
    DECLARE DOESINTERSECT INTEGER;
    
    SELECT 1 INTO DOESINTERSECT FROM DUMMY;
    
    IF LAT_A2-LAT_A1 != 0 AND LAT_B2-LAT_B1 != 0 THEN
        SELECT (LONG_A2 - LONG_A1)/(LAT_A2 - LAT_A1) INTO MA FROM DUMMY; 
        SELECT (LONG_B2 - LONG_B1)/(LAT_B2 - LAT_B1) INTO MB FROM DUMMY;
        IF MA = MB THEN
            SELECT 0 INTO DOESINTERSECT FROM DUMMY;
        END IF;
    END IF;
    
    SELECT LONG_A1-MA*LAT_A1 INTO BA FROM DUMMY;
    SELECT LONG_B1-MB*LAT_B1 INTO BB FROM DUMMY;
    SELECT (BB - BA) / (MA - MB) INTO XA FROM DUMMY;
    
    -- Max of Mins
    IF LAT_A1 < LAT_A2 THEN         -- MIN(LAT_A1, LAT_A2) = LAT_A1
        IF LAT_B1 < LAT_B2 THEN        -- MIN(LAT_B1, LAT_B2) = LAT_B1
            IF LAT_A1 > LAT_B1 THEN       -- MAX(LAT_A1, LAT_B1) = LAT_A1
                SELECT LAT_A1 INTO MAX_MIN_X FROM DUMMY;
            ELSE                          -- MAX(LAT_A1, LAT_B1) = LAT_B1
                SELECT LAT_B1 INTO MAX_MIN_X FROM DUMMY;
            END IF;
        ELSEIF LAT_B2 < LAT_B1 THEN   -- MIN(LAT_B1, LAT_B2) = LAT_B2
            IF LAT_A1 > LAT_B2 THEN       -- MAX(LAT_A1, LAT_B2) = LAT_A1
                SELECT LAT_A1 INTO MAX_MIN_X FROM DUMMY;
            ELSE                          -- MAX(LAT_A1, LAT_B2) = LAT_B2
                SELECT LAT_B2 INTO MAX_MIN_X FROM DUMMY;
            END IF;
        END IF;
    ELSEIF LAT_A2 < LAT_A1 THEN     -- MIN(LAT_A1, LAT_A2) = LAT_A2
        IF LAT_B1 < LAT_B2 THEN        -- MIN(LAT_B1, LAT_B2) = LAT_B1
            IF LAT_A2 > LAT_B1 THEN       -- MAX(LAT_A2, LAT_B1) = LAT_A2
                SELECT LAT_A2 INTO MAX_MIN_X FROM DUMMY;
            ELSE                          -- MAX(LAT_A2, LAT_B1) = LAT_B1
                SELECT LAT_B1 INTO MAX_MIN_X FROM DUMMY;
            END IF;
        ELSEIF LAT_B2 < LAT_B1 THEN   -- MIN(LAT_B1, LAT_B2) = LAT_B2
            IF LAT_A2 > LAT_B2 THEN       -- MAX(LAT_A2, LAT_B2) = LAT_A2
                SELECT LAT_A2 INTO MAX_MIN_X FROM DUMMY;
            ELSE                          -- MAX(LAT_A2, LAT_B2) = LAT_B2
                SELECT LAT_B2 INTO MAX_MIN_X FROM DUMMY;
            END IF;
        END IF;
    END IF;
    
    -- Min of Max
    IF LAT_A1 > LAT_A2 THEN         -- MAX(LAT_A1, LAT_A2) = LAT_A1
        IF LAT_B1 > LAT_B2 THEN        -- MAX(LAT_B1, LAT_B2) = LAT_B1
            IF LAT_A1 < LAT_B1 THEN       -- MIN(LAT_A1, LAT_B1) = LAT_A1
                SELECT LAT_A1 INTO MIN_MAX_X FROM DUMMY;
            ELSE                          -- MIN(LAT_A1, LAT_B1) = LAT_B1
                SELECT LAT_B1 INTO MIN_MAX_X FROM DUMMY;
            END IF;
        ELSEIF LAT_B2 > LAT_B1 THEN   -- MAX(LAT_B1, LAT_B2) = LAT_B2
            IF LAT_A1 < LAT_B2 THEN       -- MIN(LAT_A1, LAT_B2) = LAT_A1
                SELECT LAT_A1 INTO MIN_MAX_X FROM DUMMY;
            ELSE                          -- MIN(LAT_A1, LAT_B2) = LAT_B2
                SELECT LAT_B2 INTO MIN_MAX_X FROM DUMMY;
            END IF;
        END IF;
    ELSEIF LAT_A2 > LAT_A1 THEN     -- MAX(LAT_A1, LAT_A2) = LAT_A2
        IF LAT_B1 > LAT_B2 THEN        -- MAX(LAT_B1, LAT_B2) = LAT_B1
            IF LAT_A2 < LAT_B1 THEN       -- MIN(LAT_A2, LAT_B1) = LAT_A2
                SELECT LAT_A2 INTO MIN_MAX_X FROM DUMMY;
            ELSE                          -- MIN(LAT_A2, LAT_B1) = LAT_B1
                SELECT LAT_B1 INTO MIN_MAX_X FROM DUMMY;
            END IF;
        ELSEIF LAT_B2 > LAT_B1 THEN   -- MAX(LAT_B1, LAT_B2) = LAT_B2
            IF LAT_A2 < LAT_B2 THEN       -- MIN(LAT_A2, LAT_B2) = LAT_A2
                SELECT LAT_A2 INTO MIN_MAX_X FROM DUMMY;
            ELSE                          -- MIN(LAT_A2, LAT_B2) = LAT_B2
                SELECT LAT_B2 INTO MIN_MAX_X FROM DUMMY;
            END IF;
        END IF;
    END IF;
        
    
    IF XA < MAX_MIN_X OR
       XA > MIN_MAX_X THEN  
       SELECT 0 INTO DOESINTERSECT FROM DUMMY;
    END IF;
    
    RET_DOESINTERSECT := :DOESINTERSECT;
END;

Answer 15

上面的一种解决方案效果很好，我决定使用wxPython编写一个完整的演示程序。您应该能够像这样运行该程序：python“ 您的文件名”

# Click on the window to draw a line.
# The program will tell you if this and the other line intersect.

import wx

class Point:
    def __init__(self, newX, newY):
        self.x = newX
        self.y = newY

app = wx.App()
frame = wx.Frame(None, wx.ID_ANY, "Main")
p1 = Point(90,200)
p2 = Point(150,80)
mp = Point(0,0) # mouse point
highestX = 0


def ccw(A,B,C):
    return (C.y-A.y) * (B.x-A.x) > (B.y-A.y) * (C.x-A.x)

# Return true if line segments AB and CD intersect
def intersect(A,B,C,D):
    return ccw(A,C,D) != ccw(B,C,D) and ccw(A,B,C) != ccw(A,B,D)

def is_intersection(p1, p2, p3, p4):
    return intersect(p1, p2, p3, p4)

def drawIntersection(pc):
    mp2 = Point(highestX, mp.y)
    if is_intersection(p1, p2, mp, mp2):
        pc.DrawText("intersection", 10, 10)
    else:
        pc.DrawText("no intersection", 10, 10)

def do_paint(evt):
    pc = wx.PaintDC(frame)
    pc.DrawLine(p1.x, p1.y, p2.x, p2.y)
    pc.DrawLine(mp.x, mp.y, highestX, mp.y)
    drawIntersection(pc)

def do_left_mouse(evt):
    global mp, highestX
    point = evt.GetPosition()
    mp = Point(point[0], point[1])
    highestX = frame.Size[0]
    frame.Refresh()

frame.Bind(wx.EVT_PAINT, do_paint)
frame.Bind(wx.EVT_LEFT_DOWN, do_left_mouse)
frame.Show()
app.MainLoop()

Answer 16

使用Shapely方法的intersects库很容易检查线段是否相交：

from shapely.geometry import LineString

line = LineString([(0, 0), (1, 1)])
other = LineString([(0, 1), (1, 0)])
print(line.intersects(other))
# True

line = LineString([(0, 0), (1, 1)])
other = LineString([(0, 1), (1, 2)])
print(line.intersects(other))
# False

Answer 17

这是我检查线和交叉点的方法。让我们使用x1到x4和y1到y4

Segment1 = {(X1, Y1), (X2, Y2)}
Segment2 = {(X3, Y3), (X4, Y4)}

然后我们需要一些向量来表示它们

dx1 = X2 - X1
dx2 = X4 - X4
dy1 = Y2 - Y1
dy2 = Y4 - Y3

现在我们来看行列式

det = dx1 * dy2 - dx2 * dy1

如果行列式为0.0，则线段是平行的。这可能意味着它们重叠。如果它们仅在端点处重叠，则存在一个交集解。否则，将有无限的解决方案。有无数种解决方案，您的交汇点是什么？因此，这是一个有趣的特殊情况。如果您提前知道线不能重叠，那么您可以检查det == 0.0是否正确，如果是这样，只需说它们不相交即可完成。否则，让我们继续

dx3 = X3 - X1
dy3 = Y3 - Y1

det1 = dx1 * dy3 - dx3 * dy1
det2 = dx2 * dy3 - dx3 * dy2

现在，如果det，det1和det2都为零，则您的线是共线的并且可能重叠。如果det为零，但det1或det2不是，则它们不是共线的，而是平行的，因此没有交集。因此，如果det为零，现在剩下的是一维问题，而不是二维问题。我们将需要检查两种方法之一，具体取决于dx1是否为零（因此我们可以避免被零除）。如果dx1为零，则使用y值而不是下面的x进行相同的逻辑。

s = X3 / dx1
t = X4 / dx1

这将计算两个缩放器，这样，如果我们按s缩放矢量（dx1，dy1），则得到点（x3，y3），而得到t则得到（x4，y4）。因此，如果s或t在0.0到1.0之间，则点3或4位于我们的第一行。负数表示该点在向量的起点之后，而> 1.0表示该点在向量的终点之前。 0.0表示它在（x1，y1），1.0表示它在（x2，y2）。如果s和t均<0.0或均> 1.0，则它们不相交。并处理平行线的特殊情况。

现在，如果det != 0.0，那么

s = det1 / det
t = det2 / det
if (s < 0.0 || s > 1.0 || t < 0.0 || t > 1.0)
    return false  // no intersect

这类似于我们上面所做的。现在，如果我们通过上述测试，则线段相交，我们可以很容易地计算出相交，如下所示：

Ix = X1 + t * dx1
Iy = Y1 + t * dy1

如果您想更深入地研究数学运算，请查看克莱默法则。

Answer 18

我以为我会提供一个很好的Swift解决方案：

struct Pt {
    var x: Double
    var y: Double
}

struct LineSegment {
    var p1: Pt
    var p2: Pt
}

func doLineSegmentsIntersect(ls1: LineSegment, ls2: LineSegment) -> Bool {

    if (ls1.p2.x-ls1.p1.x == 0) { //handle vertical segment1
        if (ls2.p2.x-ls2.p1.x == 0) {
            //both lines are vertical and parallel
            return false
        }

        let x = ls1.p1.x

        let slope2 = (ls2.p2.y-ls2.p1.y)/(ls2.p2.x-ls2.p1.x)
        let c2 = ls2.p1.y-slope2*ls2.p1.x

        let y = x*slope2+c2 // y intersection point

        return (y > ls1.p1.y && x < ls1.p2.y) || (y > ls1.p2.y && y < ls1.p1.y) // check if y is between y1,y2 in segment1
    }

    if (ls2.p2.x-ls2.p1.x == 0) { //handle vertical segment2

        let x = ls2.p1.x

        let slope1 = (ls1.p2.y-ls1.p1.y)/(ls1.p2.x-ls1.p1.x)
        let c1 = ls1.p1.y-slope1*ls1.p1.x

        let y = x*slope1+c1 // y intersection point

        return (y > ls2.p1.y && x < ls2.p2.y) || (y > ls2.p2.y && y < ls2.p1.y) // validate that y is between y1,y2 in segment2

    }

    let slope1 = (ls1.p2.y-ls1.p1.y)/(ls1.p2.x-ls1.p1.x)
    let slope2 = (ls2.p2.y-ls2.p1.y)/(ls2.p2.x-ls2.p1.x)

    if (slope1 == slope2) { //segments are parallel
        return false
    }

    let c1 = ls1.p1.y-slope1*ls1.p1.x
    let c2 = ls2.p1.y-slope2*ls2.p1.x

    let x = (c2-c1)/(slope1-slope2)

    return (((x > ls1.p1.x && x < ls1.p2.x) || (x > ls1.p2.x && x < ls1.p1.x)) &&
        ((x > ls2.p1.x && x < ls2.p2.x) || (x > ls2.p2.x && x < ls2.p1.x)))
    //validate that x is between x1,x2 in both segments

}

Answer 19

在JAVA中实施。然而，它似乎不适用于共线线（也就是彼此存在的线段L1（0,0）（10,10）L2（1,1）（2,2）

public class TestCode
{

  public class Point
  {
    public double x = 0;
    public double y = 0;
    public Point(){}
  }

  public class Line
  {
    public Point p1, p2;
    public Line( double x1, double y1, double x2, double y2) 
    {
      p1 = new Point();
      p2 = new Point();
      p1.x = x1;
      p1.y = y1;
      p2.x = x2;
      p2.y = y2;
    }
  }

  //line segments
  private static Line s1;
  private static Line s2;

  public TestCode()
  {
    s1 = new Line(0,0,0,10);
    s2 = new Line(-1,0,0,10);
  }

  public TestCode(double x1, double y1, 
    double x2, double y2,
    double x3, double y3,
    double x4, double y4)
  {
    s1 = new Line(x1,y1, x2,y2);
    s2 = new Line(x3,y3, x4,y4);
  }

  public static void main(String args[])
  {
     TestCode code  = null;
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,0,10,
                         0,1,0,5);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK COLINEAR: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,0,10,
                         0,1,0,10);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK COLINEAR: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,10,0,
                         5,0,15,0);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK COLINEAR: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,10,0,
                         0,0,15,0);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK COLINEAR: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT" ); }

////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,10,10,
                         1,1,5,5);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK COLINEAR: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,0,10,
                         -1,-1,0,10);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK SLOPE END: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR SLOPE END: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(-10,-10,10,10,
                         -10,10,10,-10);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK SLOPE Intersect(0,0): INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR SLOPE Intersect(0,0): DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(-10,-10,10,10,
                         -3,-2,50,-2);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK SLOPE Line2 VERTIAL: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR SLOPE Line2 VERTICAL: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(-10,-10,10,10,
                         50,-2,-3,-2);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "OK SLOPE Line2 (reversed) VERTIAL: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "ERROR SLOPE Line2 (reversed) VERTICAL: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,0,10,
                         1,0,1,10);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "ERROR PARALLEL VERTICAL: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "OK PARALLEL VERTICAL: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,2,10,2,
                         0,10,10,10);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "ERROR PARALLEL HORIZONTAL: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "OK PARALLEL HORIZONTAL: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,10,5,13.75,
                         0,18.75,10,15);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "ERROR PARALLEL SLOPE=.75: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "OK PARALLEL SLOPE=.75: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,1,1,
                         2,-1,2,10);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "ERROR SEPERATE SEGMENTS: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "OK SEPERATE SEGMENTS: DO NOT INTERSECT" ); }
////////////////////////////
     code = new TestCode(0,0,1,1,
                         -1,-10,-5,10);
     if( intersect(code) )
     { System.out.println( "ERROR SEPERATE SEGMENTS 2: INTERSECTS" ); }
     else
     { System.out.println( "OK SEPERATE SEGMENTS 2: DO NOT INTERSECT" ); }
  }

  public static boolean intersect( TestCode code )
  {
    return intersect( code.s1, code.s2);
  }

  public static boolean intersect( Line line1, Line line2 )
  {
    double i1min = Math.min(line1.p1.x, line1.p2.x);
    double i1max = Math.max(line1.p1.x, line1.p2.x);
    double i2min = Math.min(line2.p1.x, line2.p2.x);
    double i2max = Math.max(line2.p1.x, line2.p2.x);

    double iamax = Math.max(i1min, i2min);
    double iamin = Math.min(i1max, i2max);

    if( Math.max(line1.p1.x, line1.p2.x) < Math.min(line2.p1.x, line2.p2.x) )
      return false;

    double m1 = (line1.p2.y - line1.p1.y) / (line1.p2.x - line1.p1.x );
    double m2 = (line2.p2.y - line2.p1.y) / (line2.p2.x - line2.p1.x );

    if( m1 == m2 )
        return false;

    //b1 = line1[0][1] - m1 * line1[0][0]
    //b2 = line2[0][1] - m2 * line2[0][0]
    double b1 = line1.p1.y - m1 * line1.p1.x;
    double b2 = line2.p1.y - m2 * line2.p1.x;
    double x1 = (b2 - b1) / (m1 - m2);
    if( (x1 < Math.max(i1min, i2min)) || (x1 > Math.min(i1max, i2max)) )
        return false;
    return true;
  }
}

到目前为止的输出是

ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT
ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT
ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT
ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT
ERROR COLINEAR: DO NOT INTERSECT
OK SLOPE END: INTERSECTS
OK SLOPE Intersect(0,0): INTERSECTS
OK SLOPE Line2 VERTIAL: INTERSECTS
OK SLOPE Line2 (reversed) VERTIAL: INTERSECTS
OK PARALLEL VERTICAL: DO NOT INTERSECT
OK PARALLEL HORIZONTAL: DO NOT INTERSECT
OK PARALLEL SLOPE=.75: DO NOT INTERSECT
OK SEPERATE SEGMENTS: DO NOT INTERSECT
OK SEPERATE SEGMENTS 2: DO NOT INTERSECT

Answer 20

这就是我对AS3的看法，对python知之甚少，但概念就在那里

    public function getIntersectingPointF($A:Point, $B:Point, $C:Point, $D:Point):Number {
        var A:Point = $A.clone();
        var B:Point = $B.clone();
        var C:Point = $C.clone();
        var D:Point = $D.clone();
        var f_ab:Number = (D.x - C.x) * (A.y - C.y) - (D.y - C.y) * (A.x - C.x);

        // are lines parallel
        if (f_ab == 0) { return Infinity };

        var f_cd:Number = (B.x - A.x) * (A.y - C.y) - (B.y - A.y) * (A.x - C.x);
        var f_d:Number = (D.y - C.y) * (B.x - A.x) - (D.x - C.x) * (B.y - A.y);
        var f1:Number = f_ab/f_d
        var f2:Number = f_cd / f_d
        if (f1 == Infinity || f1 <= 0 || f1 >= 1) { return Infinity };
        if (f2 == Infinity || f2 <= 0 || f2 >= 1) { return Infinity };
        return f1;
    }

    public function getIntersectingPoint($A:Point, $B:Point, $C:Point, $D:Point):Point
    {
        var f:Number = getIntersectingPointF($A, $B, $C, $D);
        if (f == Infinity || f <= 0 || f >= 1) { return null };

        var retPoint:Point = Point.interpolate($A, $B, 1 - f);
        return retPoint.clone();
    }

Answer 21

计算放置在线段上的线的交点（这基本上意味着求解线性方程组），然后检查它是否在段的起点和终点之间。

Answer 22

如果您的数据定义了行，您只需要证明它们不是并行的。为此，您可以计算

alpha = float(y2 - y1) / (x2 - x1).

如果Line1和Line2的系数相等，则表示该线是平行的。如果不是，则意味着它们将相交。

如果它们是平行的，那么你必须证明它们不一样。为此，你计算

beta = y1 - alpha*x1

如果第1行和第2行的beta相同，则表示相等的行相交

如果它们是细分市场，您仍然必须按照上述每条线计算alpha和beta。然后你必须检查（beta1 - beta2）/（alpha1 - alpha2）是否大于Min（x1_line1，x2_line1）并且小于Max（x1_line1，x2_line1）

Answer 23

已解决但仍为何不使用python ......：）

def islineintersect(line1, line2):
    i1 = [min(line1[0][0], line1[1][0]), max(line1[0][0], line1[1][0])]
    i2 = [min(line2[0][0], line2[1][0]), max(line2[0][0], line2[1][0])]
    ia = [max(i1[0], i2[0]), min(i1[1], i2[1])]
    if max(line1[0][0], line1[1][0]) < min(line2[0][0], line2[1][0]):
        return False
    m1 = (line1[1][1] - line1[0][1]) * 1. / (line1[1][0] - line1[0][0]) * 1.
    m2 = (line2[1][1] - line2[0][1]) * 1. / (line2[1][0] - line2[0][0]) * 1.
    if m1 == m2:
        return False
    b1 = line1[0][1] - m1 * line1[0][0]
    b2 = line2[0][1] - m2 * line2[0][0]
    x1 = (b2 - b1) / (m1 - m2)
    if (x1 < max(i1[0], i2[0])) or (x1 > min(i1[1], i2[1])):
        return False
    return True

此：

print islineintersect([(15, 20), (100, 200)], [(210, 5), (23, 119)])

输出：

True

而且：

print islineintersect([(15, 20), (100, 200)], [(-1, -5), (-5, -5)])

输出：

False

如何检查两个段是否相交？

23 个答案: