C++ 怎么判断点在圆内 C++坐标距离计算逻辑演示【几何】

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直接比较距离平方是最常用、最安全的做法,即判断 (x – cx) (x – cx) + (y – cy) (y – cy)

C++ 怎么判断点在圆内 C++坐标距离计算逻辑演示【几何】

std::hypot 或手动平方和判断点是否在圆内

直接比较距离平方是最常用、最安全的做法,避免开方运算和浮点误差放大。圆心为 (cx, cy),半径为 r,待测点为 (x, y),只需判断:
(x - cx) * (x - cx) + (y - cy) * (y - cy) 。
注意用 而不是 ,否则点恰好落在圆周上会被误判为“不在圆内”。
如果必须用欧氏距离(比如需要真实距离值),可用 std::hypot(x - cx, y - cy),它比 sqrt(pow(...)) 更数值稳定,尤其对大数或小数。

整数坐标下避免 double 隐式转换导致精度丢失

当所有坐标和半径都是 int 类型时,直接写 pow(x - cx, 2) 会先转成 double 再计算,可能因 pow 的浮点实现引入微小误差,导致边界点判断出错。
应改用显式整数乘法:
– 不要用:pow(x - cx, 2) + pow(y - cy, 2)
– 要用:(x - cx) * (x - cx) + (y - cy) * (y - cy)
runsigned int,注意 r * r 可能溢出,必要时升级为 long long 或使用 1LL * r * r

处理浮点坐标的常见坑:NaN 和无穷大

若输入坐标是 floatdouble,且可能来自用户输入、传感器或文件解析,需防 NaNinf 导致比较失效(例如 NaN 恒为 false)。
建议前置检查:
– 用 std::isnan(x) || std::isnan(y) || std::isnan(cx) || std::isnan(cy) || std::isnan(r)
– 或用 !std::isfinite(x) || !std::isfinite(y) || ...
一旦发现非有限值,应明确返回 false 或抛异常,不要让它进入距离计算分支。

性能敏感场景:批量判断时可向量化或提前拒绝

若要判断成百上千个点是否在同一个圆内,可考虑:
– 先用轴对齐包围盒(AABB)快速剔除:若 x cx + r || y cy + r,直接跳过距离计算
– 多点连续存储时,现代编译器常能自动向量化平方和计算,但需确保数据对齐、无别名;手动 SIMD(如 AVX2)收益明显,但仅当问题规模真正大时才值得投入
– 圆半径极小(如像素级)时,整数坐标下用查表或位运算优化反而更慢,别过早优化

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