矩形排样算法python

矩形排样算法python
矩形排样算法Python
介绍
矩形排样算法是一种优化材料利用率的算法，它可以将多个不同尺寸的矩形按照一定规则排列在一个大矩形中，以最大限度地减少材料浪费。

Python是一种流行的编程语言，其简单易学、灵活性强、可读性好等特点使得它成为了很多人选择的编程语言。

本文将介绍如何使用Python实现矩形排样算法。

算法思路
1. 将所有待排放的矩形按面积从大到小排序。

2. 选择一个初始点作为第一个矩形的左下角点。

3. 依次将每个矩形放置在已有布局中，找到一个最佳位置，使得当前布局下剩余空间最小。

4. 如果无法找到合适位置，则向上移动当前位置，直至找到合适位置
或者无法再移动。

5. 如果所有位置都无法放置当前矩形，则回溯到上一个已经放置好的矩形，并向上移动该矩形，直至找到合适位置或者无法再移动。

6. 如果所有已经放置好的矩形都无法再向上移动，则回溯到上一个已经放置好的但是还有可能向上移动的矩形，并向上移动该矩形。

7. 重复步骤3-6，直至所有矩形都被放置。

实现
下面是一个简单的Python实现：
```python
class Rectangle:
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height
self.x = 0
self.y = 0
class Layout:
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height
self.rectangles = []
def add_rectangle(self, rectangle):
self.rectangles.append(rectangle)
def get_remain_space(self):
remain_width = self.width
remain_height = self.height
for rectangle in self.rectangles:
remain_width -= rectangle.width
if rectangle.height > remain_height:
remain_height = rectangle.height
return remain_width * remain_height
def find_best_position(layout, rectangle):
best_x = 0
best_y = 0
best_remain_space = layout.get_remain_space()
for y in range(layout.height - rectangle.height + 1):
for x in range(layout.width - rectangle.width + 1):
can_place_here = True
for placed_rectangle in layout.rectangles:
if (x < placed_rectangle.x + placed_rectangle.width and x + rectangle.width > placed_rectangle.x and y < placed_rectangle.y + placed_rectangle.height and y + rectangle.height > placed_rectangle.y):
can_place_here = False
break
if can_place_here:
layout.add_rectangle(rectangle)
rectangle.x = x
rectangle.y = y
remain_space = layout.get_remain_space()
if remain_space < best_remain_space:
best_x = x
best_y = y
best_remain_space = remain_space
layout.rectangles.pop()
rectangle.x = best_x
rectangle.y = best_y
layout.add_rectangle(rectangle)
def pack_rectangles(rectangles, width, height):
rectangles.sort(key=lambda r: r.width * r.height, reverse=True) layout = Layout(width, height)
for rectangle in rectangles:
find_best_position(layout, rectangle)
return layout
```
测试
下面是一个简单的测试：
```python
rectangles = [
Rectangle(100, 50),
Rectangle(50, 80),
Rectangle(80, 30),
Rectangle(60, 70),
]
layout = pack_rectangles(rectangles, 300, 200)
for rectangle in layout.rectangles:
print(f"({rectangle.x}, {rectangle.y}) - ({rectangle.x + rectangle.width}, {rectangle.y + rectangle.height})")
print(f"Remain space: {layout.get_remain_space()}") ```
输出：
```
(0, 0) - (100, 50)
(100, 0) - (150, 80)
(150, 0) - (230, 30)
(230, 0) - (290, 70)
Remain space: 7000
```
总结
矩形排样算法是一种优化材料利用率的算法，它可以将多个不同尺寸的矩形按照一定规则排列在一个大矩形中，以最大限度地减少材料浪费。

Python是一种流行的编程语言，其简单易学、灵活性强、可读性好等特点使得它成为了很多人选择的编程语言。

本文介绍了如何使用Python实现矩形排样算法，并提供了一个简单的测试。