如何在Java中檢查兩個給定的圓是否相切或相交?


圓是由一個在平面上移動的點形成的封閉圖形,該點與給定點的距離保持不變。在本文中,我們將檢查兩個給定的圓是否相切或相交。

我們將得到兩個圓,圓心1即(x1, y1)和圓心2即(x2,y2),以及半徑R1和R2。我們需要檢查給定的圓是否與另一個圓碰撞,因此會出現五種可能的情況,如下所述:

  • 圓2位於圓1內部

  • 圓1位於圓2內部

  • 圓1和圓2相互相交

  • 圓1和圓2相互接觸

  • 圓1和圓2沒有重疊

現在,為了檢查上述條件,我們將找到圓心1和圓心2之間的距離,並將其命名為“d”。

現在,

  • 1. 如果d <= R1 – R2:圓2位於圓1內部

  • 2. 如果d <= R2 – R1:圓1位於圓2內部

  • 3. 如果d < R1 + R2:圓1和圓2相互相交

  • 4. 如果d == R1 + R2:圓1和圓2相互接觸

  • 5. 否則,圓1和圓2沒有重疊

“d”可以使用以下公式找到:

$$\mathrm{d\:=\:sqrt((x1\:–\:x2)^2\:+\:(y1\:–\:y2)^2}$$

讓我們開始吧!

向您展示一些例項

例項-1

  • 給定“d”的輸入為:

    • 圓心1 = (9, 3),圓心2 = (11, 1),R1 = 5 ,R2 = 4 。

  • 找到“d”的值後,結果將為:

    • 圓1和圓2相互相交

例項-2

  • 給定“d”的輸入為:

    • 圓心1 = (5, 8),圓心2 = (9, 11),R1 = 20 ,R2 = 40 。

  • 找到“d”的值後,結果將為:

    • 圓1位於圓2內部

演算法

  • 步驟-1 − 宣告並初始化變數。

  • 步驟-2 − 找到圓的圓心1和圓心2之間的距離。

  • 步驟-3 − 檢查距離的五個條件。

  • 步驟-4 − 列印結果。

多種方法

我們提供了不同方法的解決方案。

  • 使用靜態輸入

  • 使用使用者定義的方法

讓我們逐一檢視程式及其輸出。

方法-1:使用靜態輸入

在這種方法中,將分配半徑1和半徑2、圓心1和圓心2的值以找到“d”。然後根據演算法,我們將找到直線是否接觸、相交或位於圓之外。

示例

public class Main {
   //main method
   public static void main(String[] args){
      
      //declaring variables
      int x1 = 9, y1 = 3;
      int x2 = 11, y2 = 1;
      int r1 = 5, r2 = 4;
	      
      //finding d using the formula
      double d = Math.sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2)	+ (y1 - y2) * (y1 - y2));
      if (d <= r1 - r2) {
		   //print if Circle 2 lie inside circle 1
         System.out.println("Circle 2 lie inside circle 1");
      }
      else if (d <= r2 - r1) {
         
         //print if Circle 1 lie inside 2
         System.out.println("Circle 1 lie inside 2");
      }
      else if (d < r1 + r2) {
         
         //print if Circle 1 and 2 intersect each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 intersect each other");
      }
      else if (d == r1 + r2) {
		   
         //print if Circle 1 and 2 touch each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 touch each other");
      } else {
		   
         //print if Circle 1 and 2 do not touch each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 do not touch each other");
      }
   }
} 

輸出

Circle 1 and 2 intersect each other

方法-2:使用使用者定義的方法

在這種方法中,將分配半徑1和半徑2、圓心1和圓心2的值以找到“d”。然後透過傳遞給定值來呼叫使用者定義的方法,並根據演算法,我們將找到直線是否接觸、相交或位於圓之外。

示例

public class Main {
   //main method
   public static void main(String[] args){
	   
      //declaring variables
      int x1 = 5, y1 = 8;
      int x2 = 9, y2 = 11;
      int r1 = 20, r2 = 40;
		
      //calling user defined method
      func(x1, y1, x2, y2, r1, r2);
   }
   
   //user defined method
   static void func(int x1, int y1, int x2, int y2, int r1, int r2){
	   
      //finding d using the formula
      double d = Math.sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2)	+ (y1 - y2) * (y1 - y2));
      if (d <= r1 - r2) {
		   
         //print if Circle 2 lie inside circle 1
         System.out.println("Circle 2 lie inside circle 1");
      }
      else if (d <= r2 - r1) {
		   
         //print if Circle 1 lie inside 2
         System.out.println("Circle 1 lie inside 2");
      }
      else if (d < r1 + r2) {
		   
         //print if Circle 1 and 2 intersect each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 intersect each other");
      }
      else if (d == r1 + r2) {
		   
         //print if Circle 1 and 2 touch each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 touch each other");
      }
      else {
		   
         //print if Circle 1 and 2 do not touch each other
         System.out.println("Circle 1 and 2 do not touch each other");
      }
   }
} 

輸出

Circle 1 lie inside 2

在本文中,我們探討了使用Java程式語言查詢兩個給定的圓是否相切或相交的不同方法。

更新於: 2023年5月4日

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