#CSP202309B. 坐标变换(其二)
坐标变换(其二)
题目来自第 31 次 CSP 认证 T2,评测使用自造高质量复刻数据。我们承认原始题面与大样例版权均归中国计算机学会(CCF)所有,因此题面与评测服务均免费对外开放。如果您认为我们侵犯了您的权益,可联系我们。
经过测试,官方数据测试点 17~20 与实际答案的绝对误差大于 0.1(某种意义上可以说是数据错误)。本评测链接需要你进行相对精细化的运算过程设计,从而保证精度误差不大于 0.1。我们为此提供了相对原题更加详细的提示。
时间限制: 2.0 秒
空间限制: 512 MB
题目描述
对于平面直角坐标系上的坐标 ,小 P 定义了如下两种操作:
- 拉伸 倍:横坐标 变为 ,纵坐标 变为 ;
- 旋转 :将坐标 绕坐标原点 逆时针旋转 弧度()。易知旋转后的横坐标为 ,纵坐标为 。
设定好了包含 个操作的序列 后,小 P 又定义了如下查询:
- :坐标 经过操作 ()后的新坐标。
对于给定的操作序列,试计算 个查询的结果。
输入格式
从标准输入读入数据。
输入共 行。
输入的第一行包含空格分隔的两个正整数 和 ,分别表示操作和查询个数。
接下来 行依次输入 个操作,每行包含空格分隔的一个整数(操作类型)和一个实数( 或 ),形如 (表示拉伸 倍)或 (表示旋转 )。
接下来 行依次输入 个查询,每行包含空格分隔的四个整数 ,含义如前文所述。
输出格式
输出到标准输出。
输出共 行,每行包含空格分隔的两个实数,表示对应查询的结果。
10 5
2 0.59
2 4.956
1 0.997
1 1.364
1 1.242
1 0.82
2 2.824
1 0.716
2 0.178
2 4.094
1 6 -953188 -946637
1 9 969538 848081
4 7 -114758 522223
1 9 -535079 601597
8 8 159430 -511187
-1858706.758 -83259.993
-1261428.46 201113.678
-75099.123 -738950.159
-119179.897 -789457.532
114151.88 -366009.892
样例 1 解释
第五个查询仅对输入坐标使用了操作八:拉伸 倍。
横坐标:
纵坐标:
由于具体计算方式不同,程序输出结果可能与真实值有微小差异,样例输出仅保留了三位小数。
子任务
的测试数据满足:;
全部的测试数据满足:
- ;
- 输入的坐标均为整数且绝对值不超过 ;
- 单个拉伸操作的系数 ;
- 输入的 与 均采用普通十进制记法(不使用科学记数法),小数点后最多有 位(因此输入旋转角度满足 );整数视为有 位小数;
- 任意操作区间 ()内拉伸系数 的乘积在 范围内。
评分方式
如果你输出的浮点数与参考结果相比,满足绝对误差不大于 ,则该测试点满分,否则不得分。
提示
旋转角度具有 的周期。采用前缀角度求和时,可以在每次累加后对 取模,使前缀角度保持在一个周期内,减少大角度累计带来的精度损失。
C/C++ 可用 fmod(x, y) 或 fmodl(x, y) 计算浮点余数,后者对应 long double;例如 sa[i] = fmodl(sa[i - 1] + theta, 2 * pi);。应在累加前缀时控制角度大小,仅在查询时取模不能消除此前累加产生的误差。
若前缀角度已经逐次取模,查询时直接使用 angle = sa[r] - sa[l - 1]; 即可。结果可能为负数,但 sin、cos 对负角度同样适用。再计算 fmod(angle + 2 * pi, 2 * pi) 只是将等价角度移到非负区间,并不提供额外精度保证;使用 long double 时应对应使用 fmodl。
本题的输出坐标可能较大,中间计算的微小误差会被放大。使用角度前缀时,普通 double 即使在每次累加后取模,也可能超过本题的绝对误差要求,仍需注意存储与计算精度。建议输出保留足够的小数位,例如小数点后 位;增加输出位数只能减少打印时的舍入误差,不能修正中间计算的误差。
- C/C++:若采用前缀角度累加,建议使用有效精度高于
double的long double保存前缀积、前缀角度和坐标;具体精度由编译器决定。输入使用scanf("%Lf", &x);,输出可使用printf("%.10Lf", x);,三角函数使用cosl()、sinl(),取模使用fmodl()。例如const long double pi = acosl(-1.0L);,角度更新为angle = fmodl(angle + theta, 2 * pi);。也可以使用cin和cout输入输出。 - Python:
float通常也是 64 位二进制浮点数,不会自动提供更高的小数精度。可使用标准库decimal.Decimal维护角度和等中间量,从输入字符串直接构造,先以足够精度的 约化角度,再转换为float调用math.cos()、math.sin()。输出时保留足够的小数位。 - Java:可以用两个
double值分别表示复数的实部和虚部,把拉伸记为 ,旋转记为,维护变换的前缀乘积。查询时通过复数相除消去左端点之前的前缀,再乘坐标 。这种方法直接维护变换,避免累计角度;三角函数使用Math.cos()、Math.sin(),输出保留足够的有效数字。