भाषा: जावा
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मैं घटते क्षेत्रफल (टाई के मामले में परिधि) के क्रम में आकृतियों पर पुनरावृत्ति करके एक हल निकालने की कोशिश करने के लिए चला गया और सभी पैकिंग संभावनाओं को तब तक आज़माता रहा जब तक कि उस आकार के लिए एक वैध पैकिंग नहीं मिल जाती जिस बिंदु पर आकार की स्थिति तय हो जाती है और एल्गोरिथ्म अगले आकार पर जाता है। किसी मान्य पैकिंग के लिए खोज करते समय परिणाम की गुणवत्ता में आशातीत सुधार लाने के लिए, सभी संभावित पदों को आकार में घुमाए जाने के साथ आज़माया जाता है, जैसे कि यह व्यापक से लंबा होता है।
ध्यान दें: यह मानता है कि इनपुट छवि (ओं) में सफेद स्थान द्वारा अलग किए गए सभी आकार हैं। यह पहले तर्क के रूप में आउटपुट की अधिकतम चौड़ाई और अन्य तर्कों के रूप में आकृति चित्रों की एक सूची लेता है (प्रत्येक आकृति छवि में एक या एक से अधिक आकार हो सकते हैं जो कम से कम एक सफेद पिक्सेल से अलग हो सकते हैं)
import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.geom.AffineTransform;
import java.awt.geom.Point2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.Set;
import javax.imageio.ImageIO;
public class Packer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
long t1 = System.currentTimeMillis();
int width = Integer.valueOf(args[0]);
List<Item> itemList = new ArrayList<Item>();
for (int i = 1; i < args.length; i++) {
itemList.addAll(getItems(ImageIO.read(new File(args[i]))));
}
File outputFile = new File("output.png");
if (outputFile.exists()) {
outputFile.delete();
}
outputFile.createNewFile();
ImageIO.write(pack(itemList, width), "PNG", outputFile);
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Finished in " + (t2 - t1) + "ms");
}
private static BufferedImage pack(List<Item> itemList, int width) {
System.out.println("Packing " + itemList.size() + " items");
Collections.sort(itemList, new Comparator<Item>() {
@Override
public int compare(Item o1, Item o2) {
return o1.area < o2.area ? 1 : (o1.area > o2.area ? -1
: (o1.perimiter < o2.perimiter ? 1
: (o1.perimiter > o2.perimiter ? -1 : 0)));
}
});
Packing packing = new Packing(width);
PackedItem.Rotation[] widthRots = { PackedItem.Rotation.ZERO,
PackedItem.Rotation.ONE_EIGHTY };
PackedItem.Rotation[] heightRots = { PackedItem.Rotation.NINETY,
PackedItem.Rotation.TWO_SEVENTY };
int count = 0;
for (Item item : itemList) {
count++;
int minSize = Math.min(item.width, item.height);
int maxSize = Math.max(item.width, item.height);
int x = 0;
int y = 0;
int rot = 0;
PackedItem.Rotation[] rots = widthRots;
if (item.width > item.height) {
rots = heightRots;
}
boolean rotsSwitched = false;
PackedItem packedItem = new PackedItem(item, rots[rot], x, y);
System.out.format("Packing item %d which is %d by %d\n", count,
item.width, item.height);
while (!packing.isValidWith(packedItem)) {
if (rot == 0) {
rot = 1;
} else {
rot = 0;
if (x + minSize >= width) {
x = 0;
y++;
if (!rotsSwitched
&& y + maxSize > packing.height) {
rotsSwitched = true;
if (item.width > item.height) {
rots = widthRots;
} else {
rots = heightRots;
}
y = 0;
}
} else {
x++;
}
}
packedItem.set(x, y, rots[rot]);
}
packing.addItem(packedItem);
System.out.format("Packed item %d\n", count);
}
return packing.getDrawing();
}
private static List<Item> getItems(BufferedImage image) {
List<Item> itemList = new ArrayList<Item>();
boolean[][] pointsProcessed = new boolean[image.getWidth()][image
.getHeight()];
for (int i = 0; i < image.getWidth(); i++) {
for (int j = 0; j < image.getHeight(); j++) {
if (pointsProcessed[i][j]) {
continue;
}
ImagePoint point = ImagePoint.getPoint(i, j, image);
if (point.getColor().equals(Color.WHITE)) {
pointsProcessed[point.x][point.y] = true;
continue;
}
Collection<ImagePoint> itemPoints = new ArrayList<ImagePoint>();
Queue<ImagePoint> pointsToProcess = new LinkedList<ImagePoint>();
pointsToProcess.add(point);
while (!pointsToProcess.isEmpty()) {
point = pointsToProcess.poll();
if (pointsProcessed[point.x][point.y]) {
continue;
}
pointsProcessed[point.x][point.y] = true;
if (point.getColor().equals(Color.WHITE)) {
continue;
}
itemPoints.add(point);
pointsToProcess.addAll(point.getNeighbors());
}
itemList.add(new Item(itemPoints));
}
}
return itemList;
}
private interface Point {
int getX();
int getY();
Color getColor();
}
private static final class ImagePoint implements Point {
private static final Map<BufferedImage, Map<Integer, Map<Integer, ImagePoint>>> POINT_CACHE = new HashMap<BufferedImage, Map<Integer, Map<Integer, ImagePoint>>>();
private final int x;
private final int y;
private final Color color;
private final BufferedImage image;
private Collection<ImagePoint> neighbors;
private ImagePoint(int x, int y, BufferedImage image) {
this.x = x;
this.y = y;
this.image = image;
this.color = new Color(image.getRGB(x, y));
}
static ImagePoint getPoint(int x, int y, BufferedImage image) {
Map<Integer, Map<Integer, ImagePoint>> imageCache = POINT_CACHE
.get(image);
if (imageCache == null) {
imageCache = new HashMap<Integer, Map<Integer, ImagePoint>>();
POINT_CACHE.put(image, imageCache);
}
Map<Integer, ImagePoint> xCache = imageCache.get(x);
if (xCache == null) {
xCache = new HashMap<Integer, Packer.ImagePoint>();
imageCache.put(x, xCache);
}
ImagePoint point = xCache.get(y);
if (point == null) {
point = new ImagePoint(x, y, image);
xCache.put(y, point);
}
return point;
}
Collection<ImagePoint> getNeighbors() {
if (neighbors == null) {
neighbors = new ArrayList<ImagePoint>();
for (int i = -1; i <= 1; i++) {
if (x + i < 0 || x + i >= image.getWidth()) {
continue;
}
for (int j = -1; j <= 1; j++) {
if ((i == j && i == 0) || y + j < 0
|| y + j >= image.getHeight()) {
continue;
}
neighbors.add(getPoint(x + i, y + j, image));
}
}
}
return neighbors;
}
@Override
public int getX() {
return y;
}
@Override
public int getY() {
return x;
}
@Override
public Color getColor() {
return color;
}
}
private static final class Item {
private final Collection<ItemPoint> points;
private final int width;
private final int height;
private final int perimiter;
private final int area;
Item(Collection<ImagePoint> points) {
int maxX = Integer.MIN_VALUE;
int minX = Integer.MAX_VALUE;
int maxY = Integer.MIN_VALUE;
int minY = Integer.MAX_VALUE;
for (ImagePoint point : points) {
maxX = Math.max(maxX, point.x);
minX = Math.min(minX, point.x);
maxY = Math.max(maxY, point.y);
minY = Math.min(minY, point.y);
}
this.width = maxX - minX;
this.height = maxY - minY;
this.perimiter = this.width * 2 + this.height * 2;
this.area = this.width * this.height;
this.points = new ArrayList<ItemPoint>(points.size());
for (ImagePoint point : points) {
this.points.add(new ItemPoint(point.x - minX, point.y - minY,
point.getColor()));
}
}
private static final class ItemPoint implements Point {
private final int x;
private final int y;
private final Color color;
public ItemPoint(int x, int y, Color color) {
this.x = x;
this.y = y;
this.color = color;
}
@Override
public int getX() {
return x;
}
@Override
public int getY() {
return y;
}
@Override
public Color getColor() {
return color;
}
}
}
private static final class PackedItem {
private final Collection<PackedPoint> points;
private Rotation rotation;
private int x;
private int y;
private AffineTransform transform;
private int modCount;
PackedItem(Item item, Rotation rotation, int x, int y) {
this.set(x, y, rotation);
this.points = new ArrayList<PackedPoint>();
for (Point point : item.points) {
this.points.add(new PackedPoint(point));
}
}
void set(int newX, int newY, Rotation newRotation) {
modCount++;
x = newX;
y = newY;
rotation = newRotation;
transform = new AffineTransform();
transform.translate(x, y);
transform.rotate(this.rotation.getDegrees());
}
void draw(Graphics g) {
Color oldColor = g.getColor();
for (Point point : points) {
g.setColor(point.getColor());
g.drawLine(point.getX(), point.getY(), point.getX(),
point.getY());
}
g.setColor(oldColor);
}
private enum Rotation {
ZERO(0), NINETY(Math.PI / 2), ONE_EIGHTY(Math.PI), TWO_SEVENTY(
3 * Math.PI / 2);
private final double degrees;
Rotation(double degrees) {
this.degrees = degrees;
}
double getDegrees() {
return degrees;
}
}
private final class PackedPoint implements Point {
private final Point point;
private final Point2D point2D;
private int x;
private int y;
private int modCount;
public PackedPoint(Point point) {
this.point = point;
this.point2D = new Point2D.Float(point.getX(), point.getY());
}
@Override
public int getX() {
update();
return x;
}
@Override
public int getY() {
update();
return y;
}
private void update() {
if (this.modCount != PackedItem.this.modCount) {
this.modCount = PackedItem.this.modCount;
Point2D destPoint = new Point2D.Float();
transform.transform(point2D, destPoint);
x = (int) destPoint.getX();
y = (int) destPoint.getY();
}
}
@Override
public Color getColor() {
return point.getColor();
}
}
}
private static final class Packing {
private final Set<PackedItem> packedItems = new HashSet<PackedItem>();
private final int maxWidth;
private boolean[][] pointsFilled;
private int height;
Packing(int maxWidth) {
this.maxWidth = maxWidth;
this.pointsFilled = new boolean[maxWidth][0];
}
void addItem(PackedItem item) {
packedItems.add(item);
for (Point point : item.points) {
height = Math.max(height, point.getY() + 1);
if (pointsFilled[point.getX()].length < point.getY() + 1) {
pointsFilled[point.getX()] = Arrays.copyOf(
pointsFilled[point.getX()], point.getY() + 1);
}
pointsFilled[point.getX()][point.getY()] = true;
}
}
BufferedImage getDrawing() {
BufferedImage image = new BufferedImage(maxWidth, height,
BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
Graphics g = image.getGraphics();
g.setColor(Color.WHITE);
g.drawRect(0, 0, maxWidth, height);
for (PackedItem item : packedItems) {
item.draw(g);
}
return image;
}
boolean isValidWith(PackedItem item) {
for (Point point : item.points) {
int x = point.getX();
int y = point.getY();
if (y < 0 || x < 0 || x >= maxWidth) {
return false;
}
boolean[] column = pointsFilled[x];
if (y < column.length && column[y]) {
return false;
}
}
return true;
}
}
}
इसका समाधान ( मेरी मशीन पर लगभग 4 मिनट 30 सेकंड लेता है ) है:
इस चित्र को देखकर ऐसा लगता है कि परिणाम को सभी आकृतियों के पोस्ट पैकिंग पर पुनरावृत्त करके और उन सभी को थोड़ा ऊपर ले जाने की कोशिश करके सुधार किया जा सकता है। मैं बाद में ऐसा करने की कोशिश कर सकता हूं।
