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* @file grafos_funcoes.c
* @brief Implementação das funções para manipulação de grafos, incluindo importação,
* listagem, buscas (DFS, BFS) e deteção de intersecções de segmentos.
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "grafos.h"
/**
* @brief Insere um novo vértice (antena) numa lista de vértices de um grafo.
* @param g Ponteiro para a cabeça da lista de vértices.
* @param idV Identificador único do novo vértice.
* @param freq Frequência de ressonância do novo vértice.
* @param l Coordenada linha da localização do novo vértice.
* @param c Coordenada coluna da localização do novo vértice.
* @note A inserção é feita no início da lista para eficiência (O(1)).
*/
void inserirVertice(Vertices *g, int idV, char freq, int l, int c)
{
Vertices novo = (Vertices)malloc(sizeof(struct registo1));
if (novo == NULL)
{
printf("Erro: Falha na alocação de memória para o vértice.\n");
exit(1);
}
novo->idVertice = idV;
novo->frequencia = freq;
novo->linha = l;
novo->coluna = c;
novo->adjacentes = NULL; // Inicializa a lista de adjacências como vazia
novo->seguinte = *g; // Adiciona o novo vértice ao início da lista
*g = novo; // Atualiza o ponteiro da lista
}
// Inserir a aresta idV1<->idV2
void inserirAdjacente(Vertices g, int idV1, int idV2)
{
Vertices aux = g; // aux de auxiliar
while (aux != NULL)
{
if (aux->idVertice == idV1)
{
Adjacentes novo = (Adjacentes)malloc(sizeof(struct registo2));
novo->idVertice = idV2;
novo->seguinte = aux->adjacentes;
aux->adjacentes = novo;
}
if (aux->idVertice == idV2)
{
Adjacentes novo = (Adjacentes)malloc(sizeof(struct registo2));
novo->idVertice = idV1;
novo->seguinte = aux->adjacentes;
aux->adjacentes = novo;
}
aux = aux->seguinte;
}
}
void importar_dados(Grafos *grafos)
{
FILE *arquivo = fopen("grafo.txt", "r");
if (!arquivo)
{
printf("Erro ao abrir o arquivo 'grafo.txt' para carregamento de dados.\n");
return;
}
int idVertice = 0; // Identificador único para cada vértice
int linha = 0; // Coordenada Y
char linha_buffer[256]; // Buffer para armazenar cada linha do arquivo
// Ler o arquivo linha por linha
while (fgets(linha_buffer, sizeof(linha_buffer), arquivo))
{
int coluna = 0; // Coordenada X
int linha_comprimento = strlen(linha_buffer);
// Remover o caractere de nova linha ('\n') no final da linha, se existir
if (linha_buffer[linha_comprimento - 1] == '\n')
{
linha_buffer[linha_comprimento - 1] = '\0';
linha_comprimento--;
}
// Processar cada caractere da linha
for (int i = 0; i < linha_comprimento; i++)
{
char freq = linha_buffer[i];
if (freq != '.') // Se não for um espaço vazio
{
// Buscar ou criar o grafo correspondente à frequência
Grafos grafoAtual = *grafos;
while (grafoAtual != NULL && grafoAtual->frequencia != freq) {
grafoAtual = grafoAtual->sequinte;
}
if (grafoAtual == NULL) {
// Criar um novo grafo para a frequência
Grafos novoGrafo = (Grafos)malloc(sizeof(struct registo_Grafo));
if (novoGrafo == NULL) {
printf("Erro: Falha na alocação de memória para o grafo.\n");
exit(1);
}
novoGrafo->frequencia = freq;
novoGrafo->registo1 = NULL;
novoGrafo->sequinte = *grafos;
*grafos = novoGrafo;
grafoAtual = novoGrafo;
}
// Inserir o vértice no grafo correspondente
inserirVertice(&(grafoAtual->registo1), idVertice, freq, linha, coluna);
// Interligar o novo vértice com todos os outros vértices do mesmo grafo
Vertices aux = grafoAtual->registo1;
while (aux != NULL) {
if (aux->idVertice != idVertice)
{
inserirAdjacente(grafoAtual->registo1, idVertice, aux->idVertice);
}
aux = aux->seguinte;
}
idVertice++;
}
coluna++;
}
linha++;
}
fclose(arquivo);
printf("\nImportação concluída.\n");
return;
}
void listarDados(Vertices g)
{
while (g != NULL)
{
printf("%d %c (%d, %d) [", g->idVertice, g->frequencia, g->linha, g->coluna);
Adjacentes aux = g->adjacentes;
while (aux != NULL)
{
printf("%d ", aux->idVertice);
aux = aux->seguinte;
}
printf("]\n");
g = g->seguinte;
}
}
void listarGrafos(Grafos grafos)
{
while (grafos != NULL)
{
printf("\n\nGrafo da frequência '%c':\n\n", grafos->frequencia);
printf("ID / Frequência / Localização (linha, coluna) / Adjacentes\n");
listarDados(grafos->registo1);
grafos = grafos->sequinte;
}
}
void liberarGrafo(Vertices *g)
{
while (*g != NULL)
{
Vertices temp = *g;
Adjacentes adj = temp->adjacentes;
while (adj != NULL)
{
Adjacentes tempAdj = adj;
adj = adj->seguinte;
free(tempAdj);
}
*g = temp->seguinte;
free(temp);
}
}
void liberarGrafos(Grafos *grafos)
{
while (*grafos != NULL)
{
Grafos temp = *grafos;
liberarGrafo(&(temp->registo1));
*grafos = temp->sequinte;
free(temp);
}
}
void listarCaminhos(Vertices grafo, int origem, int destino, int caminho[], int posicao)
{
// Verifica se os vértices de origem e destino pertencem ao mesmo grafo
Vertices atual = grafo;
int origemEncontrada = 0, destinoEncontrado = 0;
while (atual != NULL)
{
if (atual->idVertice == origem)
{
origemEncontrada = 1;
}
if (atual->idVertice == destino)
{
destinoEncontrado = 1;
}
atual = atual->seguinte;
}
if (!origemEncontrada || !destinoEncontrado)
{
printf("Os vértices %d e %d pertencem a grafos diferentes ou não existem no mesmo grafo.\n", origem, destino);
printf("Não há caminhos possíveis entre eles.\n");
return;
}
// Adiciona o vértice atual ao caminho
caminho[posicao] = origem;
posicao++;
if (origem == destino)
{
// Se o vértice atual for o destino, imprime o caminho
for (int i = 0; i < posicao; i++)
{
if (i > 0) printf("->");
printf("%d", caminho[i]);
}
printf("\n");
return;
}
// Procura o vértice atual no grafo
atual = grafo;
while (atual != NULL && atual->idVertice != origem)
{
atual = atual->seguinte;
}
if (atual == NULL)
{
// Se o vértice não for encontrado, retorna
return;
}
// Percorre os vértices adjacentes
Adjacentes adj = atual->adjacentes;
while (adj != NULL)
{
// Usa a função visitado para verificar se o vértice já foi visitado
if (!visitado(caminho, posicao, adj->idVertice))
{
// Chama recursivamente para o próximo vértice
listarCaminhos(grafo, adj->idVertice, destino, caminho, posicao);
}
adj = adj->seguinte;
}
}
// Função que verifica se um vértice já foi visitado
// parametros: caminho[] - array de vértices visitados
// posicao - inteiro que guarda posição atual no array
// id - id do vértice a ser verificado
int visitado(int caminho[], int posicao, int id)
{
for (int i = 0; i < posicao; i++)
{
if (caminho[i] == id)
{
return 1; // O vértice já foi visitado
}
}
return 0; // O vértice ainda não foi visitado
}
// Função para remover um elemento à pilha
// pilha_cabeca é um ponteiro para a cabeça da pilha (NoDaPilha**)
// Retorna o novo topo da pilha (NoDaPilha*)
Pilha *pop(Pilha *pilha_cabeca)
{
if (pilha_cabeca == NULL || *pilha_cabeca == NULL) // Verifica se o ponteiro para a cabeça é NULL ou se a pilha está vazia
{
printf("Erro: A pilha está vazia.\n");
return NULL;
}
NoDaPilha *no_liberar = *pilha_cabeca;
*pilha_cabeca = no_liberar->sequinte;
free(no_liberar);
return pilha_cabeca;
}
// Função para adicionar um elemento à pilha
// parametros: pilha_cabeca é um ponteiro para a cabeça da pilha (NoDaPilha**)
// Retorna o novo topo da pilha (NoDaPilha*)
Pilha push(Pilha *pilha_cabeca, int id)
{
NoDaPilha *novo_no = (NoDaPilha *)malloc(sizeof(NoDaPilha));
if (novo_no == NULL)
{
printf("Erro: Falha na alocação de memória para a pilha.\n");
exit(1);
}
novo_no->id = id;
novo_no->sequinte = *pilha_cabeca; // O 'sequinte' do novo nó é o topo antigo
*pilha_cabeca = novo_no; // Atualiza a cabeça da pilha para ser o novo nó
return *pilha_cabeca;
}
// Função que retorna o elemento do topo da pilha
int top(Pilha pilha_cabeca)
{
if (pilha_cabeca == NULL)
{
printf("Erro: A pilha está vazia.\n");
return -1; // Retorna um valor de erro, ou lida com o erro de outra forma
}
return pilha_cabeca->id;
}
// Função que verifica se a pilha está vazia
int vazia(Pilha pilha_cabeca)
{
return (pilha_cabeca == NULL);
}
/**
* @brief Realiza uma Busca em Profundidade (DFS) em um grafo a partir de um vértice inicial.
*
* @param grafo O grafo (conjunto de antenas e suas conexões) no qual a busca será realizada.
* @param idVerticeInicial O ID da antena (vértice) de onde a busca deve começar.
*
* ### Como Funciona a Busca em Profundidade (DFS) - De Forma Simples
*
* Imagina que você está num labirinto e quer explorar todos os caminhos a partir de um ponto de partida.
* A Busca em Profundidade (DFS, do inglês "Depth First Search") é uma maneira de fazer isso.
*
* **O que são essas palavras esquisitas?**
* - **Grafo:** Pense no nosso conjunto de antenas. Cada antena é um "ponto" e as conexões
* entre elas são os "caminhos". Esse mapa de pontos e caminhos é um grafo.
* - **Vértice:** É cada "ponto" individual no nosso mapa, ou seja, cada antena.
* - **Adjacente (ou Vizinho):** Se duas antenas estão diretamente conectadas, elas são
* adjacentes ou vizinhas uma da outra.
* - **Pilha:** É como uma pilha de pratos. O último prato que você coloca é o primeiro
* que você tira. No nosso algoritmo, usamos uma pilha para lembrar quais antenas
* ainda precisamos explorar completamente.
*
* **A Estratégia do "Explorador Curioso":**
*
* 1. **Ponto de Partida:** Começamos na antena que você escolheu (`idVerticeInicial`).
*
* 2. **Marcar e Lembrar:**
* - Marcamos essa antena inicial como "já visitei aqui" (para não visitarmos de novo sem querer).
* - Colocamos essa antena numa "lista de tarefas pendentes" (a nossa `pilha`). Essa lista
* nos diz: "ei, ainda tenho que ver os vizinhos desta antena!"
*
* 3. **Explorar Enquanto Houver Tarefas:**
* - Enquanto a nossa "lista de tarefas pendentes" (pilha) não estiver vazia, fazemos o seguinte:
* a. **Pegar a Tarefa Mais Recente:** Olhamos para a última antena que colocamos na lista
* (o topo da pilha). Vamos chamar essa de `antenaAtual`.
* b. **Tirar da Lista (Temporariamente):** Removemos a `antenaAtual` da lista de tarefas.
* Agora vamos focar nela.
* c. **"Visitar" de Fato:** Olhamos para as informações da `antenaAtual` (como suas coordenadas)
* e mostramos na tela.
* d. **Olhar os Vizinhos:** Agora, olhamos para todas as antenas vizinhas da `antenaAtual`.
* e. **Para cada Vizinho:**
* - Se ainda NÃO visitamos esse vizinho:
* - Marcamos o vizinho como "já visitei aqui".
* - Adicionamos esse vizinho à nossa "lista de tarefas pendentes" (pilha).
* Isso é importante! Ao adicionar à pilha, estamos dizendo: "Ok, encontrei um
* novo caminho/antena, vou explorá-lo AGORA o mais fundo possível antes de
* voltar para outros vizinhos da `antenaAtual` ou antenas anteriores."
*
* 4. **Por Que "Em Profundidade"?**
* - Porque, ao encontrar um vizinho novo e não visitado, o algoritmo imediatamente
* tenta explorar a partir DELE (colocando-o no topo da pilha). Ele vai "fundo"
* por um caminho antes de voltar (backtrack) e tentar outros caminhos que ficaram
* pendentes na pilha. É como seguir um corredor do labirinto até o fim antes de
* voltar para uma bifurcação anterior e tentar o outro corredor.
*
* 5. **Fim da Exploração:**
* - Quando a "lista de tarefas pendentes" (pilha) fica vazia, significa que exploramos
* todos os caminhos possíveis a partir da antena inicial.
*
* **Em Resumo:** A DFS usa uma pilha para ir o mais fundo possível em um caminho, marcando
* os lugares visitados. Quando não pode ir mais fundo, ela volta (graças à pilha) e tenta
* outro caminho que ainda não foi totalmente explorado.
*/
void profundidade(Grafos grafo, int idVerticeInicial)
{
if (grafo == NULL)
{
printf("Erro: O grafo fornecido é nulo.\n");
return;
}
// Procura o vértice inicial no grafo
Vertices verticeInicial = grafo->registo1;
while (verticeInicial != NULL && verticeInicial->idVertice != idVerticeInicial)
{
verticeInicial = verticeInicial->seguinte;
}
if (verticeInicial == NULL)
{
printf("Erro: O vértice com ID %d não foi encontrado no grafo.\n", idVerticeInicial);
return;
}
// Inicializa a pilha e o array de visitados
int visitados[100] = {0}; // limite de 100 vértices
Pilha pilha = NULL;
pilha = push(&pilha, idVerticeInicial);
visitados[idVerticeInicial] = 1;
printf("Vértices alcançados a partir do vértice %d:\n", idVerticeInicial);
// Realiza a busca em profundidade
while (!vazia(pilha))
{
int idAtual = top(pilha);
pop(&pilha);
// Procura o vértice atual no grafo
Vertices verticeAtual = grafo->registo1;
while (verticeAtual != NULL && verticeAtual->idVertice != idAtual)
{
verticeAtual = verticeAtual->seguinte;
}
if (verticeAtual != NULL)
{
// Imprime as coordenadas do vértice atual
printf("Vértice ID: %d, Coordenadas: (%d, %d)\n", verticeAtual->idVertice, verticeAtual->linha, verticeAtual->coluna);
// Adiciona os vértices adjacentes não visitados à pilha
Adjacentes adj = verticeAtual->adjacentes;
while (adj != NULL)
{
if (!visitados[adj->idVertice])
{
pilha = push(&pilha, adj->idVertice); // MODIFICADO
visitados[adj->idVertice] = 1;
}
adj = adj->seguinte;
}
}
}
printf("Busca em profundidade concluída.\n");
}
// --- Funções para a Fila usada na BFS ---
/**
* @brief Cria e inicializa uma nova fila vazia.
* @return Ponteiro para a nova fila criada, ou NULL se a alocação falhar.
*/
FilaBFS* criarFila() {
FilaBFS *q = (FilaBFS*)malloc(sizeof(FilaBFS));
if (q == NULL) {
printf("Erro: Falha na alocação de memória para a fila.\n");
return NULL;
}
q->inicio = NULL;
q->fim = NULL;
return q;
}
/**
* @brief Verifica se a fila está vazia.
* @param q Ponteiro para a fila.
* @return 1 se a fila estiver vazia, 0 caso contrário.
*/
int fila_vazia(FilaBFS *q) {
if (q == NULL) return 1; // Considera uma fila não existente como vazia
return (q->inicio == NULL);
}
/**
* @brief Adiciona um elemento (id) ao final da fila.
* @param q Ponteiro para a fila.
* @param id O identificador do vértice a ser enfileirado.
*/
void enqueue(FilaBFS *q, int id) {
if (q == NULL) {
printf("Erro: Tentando enfileirar em uma fila não inicializada.\n");
return;
}
NoDaFila *novo_no = (NoDaFila *)malloc(sizeof(NoDaFila));
if (novo_no == NULL) {
printf("Erro: Falha na alocação de memória para o nó da fila.\n");
exit(1); // Ou outra forma de tratamento de erro crítico
}
novo_no->id = id;
novo_no->sequinte = NULL;
if (fila_vazia(q)) { // Se a fila está vazia
q->inicio = novo_no;
q->fim = novo_no;
} else { // Adiciona ao final e atualiza o ponteiro 'fim'
q->fim->sequinte = novo_no;
q->fim = novo_no;
}
}
/**
* @brief Remove e retorna o elemento do início da fila.
* @param q Ponteiro para a fila.
* @return O ID do vértice desenfileirado, ou -1 se a fila estiver vazia (ou outro valor de erro).
*/
int dequeue(FilaBFS *q) {
if (q == NULL || fila_vazia(q)) {
// printf("Aviso: Tentando desenfileirar de uma fila vazia ou não inicializada.\n");
return -1; // Indicador de erro/fila vazia
}
NoDaFila *temp = q->inicio;
int id_removido = temp->id;
q->inicio = q->inicio->sequinte;
if (q->inicio == NULL) { // Se a fila ficou vazia após a remoção
q->fim = NULL;
}
free(temp);
return id_removido;
}
/**
* @brief Libera toda a memória alocada para a fila.
* @param q Ponteiro para o ponteiro da fila (para definir a fila como NULL após liberar).
*/
void liberarFilaBFS(FilaBFS **q_ref) {
if (q_ref == NULL || *q_ref == NULL) {
return;
}
FilaBFS *q = *q_ref;
NoDaFila *atual = q->inicio;
NoDaFila *proximo;
while (atual != NULL) {
proximo = atual->sequinte;
free(atual);
atual = proximo;
}
free(q);
*q_ref = NULL; // Define o ponteiro da fila original como NULL
}
// --- Fim das Funções da Fila ---
/**
* @brief Realiza uma Busca em Largura (BFS) em um grafo a partir de um vértice inicial.
*
* @param grafo O grafo (conjunto de antenas e suas conexões) no qual a busca será realizada.
* @param idVerticeInicial O ID da antena (vértice) de onde a busca deve começar.
*
* ### Como Funciona a Busca em Largura (BFS) - De Forma Simples
*
* Imagina que você está no centro de uma cidade (o `idVerticeInicial`) e quer
* descobrir todas as ruas, mas de uma maneira organizada: primeiro todas as ruas
* que estão a 1 quarteirão de distância, depois todas as que estão a 2 quarteirões,
* e assim por diante. A Busca em Largura (BFS, do inglês "Breadth First Search")
* faz exatamente isso.
*
* **O que são essas palavras esquisitas?**
* - **Grafo, Vértice, Adjacente (Vizinho):** São os mesmos conceitos da DFS.
* O grafo é o mapa da cidade, os vértices são os cruzamentos (ou antenas),
* e os adjacentes são os cruzamentos diretamente conectados por uma rua.
* - **Fila:** Diferente da pilha (onde o último a entrar é o primeiro a sair),
* uma fila funciona como a fila do supermercado: o primeiro a entrar é o
* primeiro a sair (FIFO - First In, First Out). No nosso algoritmo, usamos
* uma fila para lembrar quais cruzamentos (antenas) precisamos visitar,
* mantendo a ordem de "níveis" de distância.
*
* **A Estratégia do "Explorador Metódico por Níveis":**
*
* 1. **Ponto de Partida:** Começamos na antena que você escolheu (`idVerticeInicial`).
*
* 2. **Marcar e Enfileirar:**
* - Marcamos essa antena inicial como "já visitei aqui".
* - Colocamos essa antena numa "lista de espera para visita" (a nossa `fila`).
*
* 3. **Explorar Enquanto Houver Alguém na Fila:**
* - Enquanto a nossa "lista de espera" (fila) não estiver vazia, fazemos o seguinte:
* a. **Pegar o Próximo da Fila:** Chamamos o primeiro da fila (o que está lá há mais tempo).
* Vamos chamar essa de `antenaAtual`.
* b. **Tirar da Fila:** Removemos a `antenaAtual` da fila. Ela já foi processada.
* c. **"Visitar" de Fato:** Olhamos para as informações da `antenaAtual` (como suas coordenadas)
* e mostramos na tela.
* d. **Olhar os Vizinhos:** Agora, olhamos para todas as antenas vizinhas da `antenaAtual`.
* e. **Para cada Vizinho:**
* - Se ainda NÃO visitamos esse vizinho:
* - Marcamos o vizinho como "já visitei aqui".
* - Adicionamos esse vizinho ao FIM da nossa "lista de espera" (fila).
* Isso é crucial! Ao adicionar ao fim da fila, garantimos que todos os
* vizinhos do mesmo "nível" (mesma distância do início) sejam visitados
* antes de passarmos para os vizinhos do próximo nível.
*
* 4. **Por Que "Em Largura"?**
* - Porque o algoritmo explora o grafo camada por camada. Primeiro todos os vizinhos
* diretos do ponto inicial, depois todos os vizinhos desses vizinhos (que estão
* a duas conexões de distância do inicial), e assim por diante. Ele se expande
* "em largura" antes de ir mais "fundo".
*
* 5. **Fim da Exploração:**
* - Quando a "lista de espera" (fila) fica vazia, significa que exploramos
* todas as antenas alcançáveis a partir da antena inicial, nível por nível.
*
* **Em Resumo:** A BFS usa uma fila para explorar o grafo em ondas, visitando todos
* os vizinhos de um nível antes de passar para o próximo, sempre marcando os lugares
* visitados para não repetir.
*/
void largura(Grafos grafo, int idVerticeInicial)
{
if (grafo == NULL)
{
printf("Erro: O grafo fornecido é nulo.\n");
return;
}
// Procura o vértice inicial no grafo
Vertices verticeParaVerificar = grafo->registo1;
int encontrado = 0;
while (verticeParaVerificar != NULL)
{
if (verticeParaVerificar->idVertice == idVerticeInicial) {
encontrado = 1;
break;
}
verticeParaVerificar = verticeParaVerificar->seguinte;
}
if (!encontrado)
{
printf("Erro: O vértice com ID %d não foi encontrado no grafo '%c'.\n", idVerticeInicial, grafo->frequencia);
return;
}
int visitados[100] = {0}; // Assumindo um máximo de 100 vértices. Idealmente, o tamanho seria dinâmico ou baseado no número de vértices.
FilaBFS *fila = criarFila();
if (fila == NULL) {
return; // Erro na criação da fila
}
printf("Vértices alcançados (BFS) a partir do vértice %d no grafo '%c':\n", idVerticeInicial, grafo->frequencia);
visitados[idVerticeInicial] = 1;
enqueue(fila, idVerticeInicial);
while (!fila_vazia(fila))
{
int idAtual = dequeue(fila);
// Procura o vértice atual no grafo para obter seus detalhes e adjacências
Vertices verticeAtual = grafo->registo1;
while (verticeAtual != NULL && verticeAtual->idVertice != idAtual)
{
verticeAtual = verticeAtual->seguinte;
}
if (verticeAtual != NULL) // Deve sempre encontrar, pois só enfileiramos IDs válidos
{
printf("Vértice ID: %d, Freq: %c, Coordenadas: (%d, %d)\n",
verticeAtual->idVertice, verticeAtual->frequencia, verticeAtual->linha, verticeAtual->coluna);
Adjacentes adj = verticeAtual->adjacentes;
while (adj != NULL)
{
if (!visitados[adj->idVertice])
{
visitados[adj->idVertice] = 1;
enqueue(fila, adj->idVertice);
}
adj = adj->seguinte;
}
} else {
// Este caso não deveria acontecer se a lógica estiver correta
// e os IDs no grafo e adjacências forem consistentes.
printf("Alerta: Vértice com ID %d (da fila) não encontrado na lista de vértices do grafo.\n", idAtual);
}
}
printf("Busca em largura concluída.\n");
liberarFilaBFS(&fila); // Libera a memória da fila
}
int orientacaoVertices(Vertices p, Vertices q, Vertices r) {
if (p == NULL || q == NULL || r == NULL) {
// Tratar erro ou retornar um valor indicando entrada inválida
// Para simplificar, vamos assumir que nunca serão NULL aqui,
// pois serão chamados com vértices válidos.
// Em um código robusto, verificações seriam necessárias.
return -1; // Indicador de erro
}
// (q.coluna - p.coluna) * (r.linha - q.linha) - (q.linha - p.linha) * (r.coluna - q.coluna)
// Usando p->coluna, p->linha etc.
long long val = (long long)(q->coluna - p->coluna) * (r->linha - q->linha) -
(long long)(q->linha - p->linha) * (r->coluna - q->coluna);
// Usar long long para evitar overflow no produto intermediário se as coordenadas forem grandes
if (val == 0) return 0; // Colinear
return (val > 0) ? 1 : 2; // Horário ou Anti-horário
}
int noSegmentoVertices(Vertices p, Vertices q, Vertices r) {
if (p == NULL || q == NULL || r == NULL) return 0;
if (q->coluna <= (p->coluna > r->coluna ? p->coluna : r->coluna) &&
q->coluna >= (p->coluna < r->coluna ? p->coluna : r->coluna) &&
q->linha <= (p->linha > r->linha ? p->linha : r->linha) &&
q->linha >= (p->linha < r->linha ? p->linha : r->linha))
return 1; // true
return 0; // false
}
/**
* @brief Calcula as coordenadas do ponto de intersecção de dois segmentos de linha.
* Pressupõe que a função segmentosVerticesSeIntersectam() já retornou verdadeiro para estes segmentos.
* @param vA1 Primeiro vértice do primeiro segmento.
* @param vA2 Segundo vértice do primeiro segmento.
* @param vB1 Primeiro vértice do segundo segmento.
* @param vB2 Segundo vértice do segundo segmento.
* @param pontoDeInterseccao Ponteiro para a estrutura onde as coordenadas do ponto serão armazenadas.
* @return 1 se um ponto de intersecção único foi calculado (segmentos não paralelos),
* 0 se os segmentos são paralelos ou colineares (nenhum ponto único ou múltiplos pontos).
*/
int calcularCoordenadasPontoInterseccao(Vertices vA1, Vertices vA2, Vertices vB1, Vertices vB2, PontoFlutuante *pontoDeInterseccao) {
if (!vA1 || !vA2 || !vB1 || !vB2 || !pontoDeInterseccao) return 0; // Verificação básica
long long x1 = vA1->coluna, y1 = vA1->linha;
long long x2 = vA2->coluna, y2 = vA2->linha;
long long x3 = vB1->coluna, y3 = vB1->linha;
long long x4 = vB2->coluna, y4 = vB2->linha;
// Denominador para as equações paramétricas dos segmentos
// D = (x1 - x2) * (y3 - y4) - (y1 - y2) * (x3 - x4)
long long denominador = (x1 - x2) * (y3 - y4) - (y1 - y2) * (x3 - x4);
if (denominador == 0) {
// Linhas são paralelas ou colineares.
// A função segmentosVerticesSeIntersectam já tratou se há sobreposição colinear.
// Para este cálculo, não há um *único* ponto de intersecção se são paralelas/colineares.
return 0;
}
// Numerador para o parâmetro t (para o segmento vA1-vA2)
// t_num = (x1 - x3) * (y3 - y4) - (y1 - y3) * (x3 - x4)
long long t_numerador = (x1 - x3) * (y3 - y4) - (y1 - y3) * (x3 - x4);
// Parâmetro t para o primeiro segmento (vA1vA2)
double t = (double)t_numerador / denominador;
// Calcula as coordenadas do ponto de intersecção usando o parâmetro t
pontoDeInterseccao->x = (double)x1 + t * (x2 - x1);
pontoDeInterseccao->y = (double)y1 + t * (y2 - y1);
// A função segmentosVerticesSeIntersectam já garante que o ponto de intersecção
// está dentro de ambos os segmentos se ela retornou true e o denominador não é zero.
// Portanto, não precisamos revalidar 0 <= t <= 1 e 0 <= u <= 1 aqui.
return 1; // Ponto de intersecção único calculado
}
int segmentosVerticesSeIntersectam(Vertices vP1, Vertices vQ1, Vertices vP2, Vertices vQ2) {
if (vP1 == NULL || vQ1 == NULL || vP2 == NULL || vQ2 == NULL) return 0;
// Evitar intersecção de um segmento consigo mesmo se os vértices forem os mesmos
if ((vP1 == vP2 && vQ1 == vQ2) || (vP1 == vQ2 && vQ1 == vP2)) return 0;
int o1 = orientacaoVertices(vP1, vQ1, vP2);
int o2 = orientacaoVertices(vP1, vQ1, vQ2);
int o3 = orientacaoVertices(vP2, vQ2, vP1);
int o4 = orientacaoVertices(vP2, vQ2, vQ1);
// Caso Geral
if (o1 != 0 && o2 != 0 && o3 != 0 && o4 != 0) {
if (o1 != o2 && o3 != o4)
return 1;
}
// Casos Especiais (Colineares)
if (o1 == 0 && noSegmentoVertices(vP1, vP2, vQ1)) return 1;
if (o2 == 0 && noSegmentoVertices(vP1, vQ2, vQ1)) return 1;
if (o3 == 0 && noSegmentoVertices(vP2, vP1, vQ2)) return 1;
if (o4 == 0 && noSegmentoVertices(vP2, vQ1, vQ2)) return 1;
return 0; // Não se intersectam
}
/**
* @brief Encontra e lista intersecções entre segmentos de linha formados por pares de antenas
* de dois grafos com frequências distintas, incluindo as coordenadas do ponto de intersecção.
* @param todosGrafos Ponteiro para a lista de todos os grafos.
* @param freqA Frequência do primeiro grafo.
* @param freqB Frequência do segundo grafo.
*/
void encontrarInterseccoesSegmentosDetalhado(Grafos todosGrafos, char freqA, char freqB) {
if (freqA == freqB) {
printf("As frequências devem ser distintas.\n");
return;
}
Grafos grafoA = todosGrafos;
while (grafoA != NULL && grafoA->frequencia != freqA) {
grafoA = grafoA->sequinte;
}
Grafos grafoB = todosGrafos;
while (grafoB != NULL && grafoB->frequencia != freqB) {
grafoB = grafoB->sequinte;
}
if (grafoA == NULL) {
printf("Erro: Grafo com frequência '%c' não encontrado.\n", freqA);
return;
}
if (grafoB == NULL) {
printf("Erro: Grafo com frequência '%c' não encontrado.\n", freqB);
return;
}
printf("\nVerificando intersecções de segmentos (com coordenadas) entre antenas do grafo '%c' e grafo '%c':\n", freqA, freqB);
int interseccoesEncontradas = 0;
PontoFlutuante pontoInter;
Vertices vA1 = grafoA->registo1;
while (vA1 != NULL) {
Vertices vA2 = vA1->seguinte;
while (vA2 != NULL) {
// Segmento do Grafo A: (vA1) --- (vA2)
Vertices vB1 = grafoB->registo1;
while (vB1 != NULL) {
Vertices vB2 = vB1->seguinte;
while (vB2 != NULL) {
// Segmento do Grafo B: (vB1) --- (vB2)
if (segmentosVerticesSeIntersectam(vA1, vA2, vB1, vB2)) {
printf("Intersecção detectada:\n");
printf(" Segmento Grafo '%c': Antena ID %d (%d,%d) -- Antena ID %d (%d,%d)\n",
freqA, vA1->idVertice, vA1->coluna, vA1->linha,
vA2->idVertice, vA2->coluna, vA2->linha);
printf(" Segmento Grafo '%c': Antena ID %d (%d,%d) -- Antena ID %d (%d,%d)\n",
freqB, vB1->idVertice, vB1->coluna, vB1->linha,
vB2->idVertice, vB2->coluna, vB2->linha);
if (calcularCoordenadasPontoInterseccao(vA1, vA2, vB1, vB2, &pontoInter)) {
printf(" Ponto de Intersecção: (%.2f, %.2f)\n\n", pontoInter.x, pontoInter.y);
} else {
// Isso ocorreria se segmentosVerticesSeIntersectam detectou uma sobreposição colinear.
// Nesses casos, não há um *único* ponto de intersecção pela fórmula usada.
printf(" Tipo de Intersecção: Sobreposição colinear (múltiplos pontos de intersecção).\n\n");
}
interseccoesEncontradas++;
}
vB2 = vB2->seguinte;
}
vB1 = vB1->seguinte;
}
vA2 = vA2->seguinte;
}
vA1 = vA1->seguinte;
}
if (interseccoesEncontradas == 0) {
printf("Nenhuma intersecção de segmentos encontrada entre os grafos '%c' e '%c'.\n", freqA, freqB);
} else {
printf("Total de %d intersecções de segmentos detectadas.\n", interseccoesEncontradas);
}
}