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可爱的魔法曲线 Lovely Magical Curves(12年开始只有5个人AC)

news 2025/8/29 22:18:17

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可爱的魔法曲线 Lovely Magical Curves

题面翻译

题目描述

NURBS 曲线由一系列参数点定义，它的函数如下：

$C(u)=\dfrac{\sum_{i=1}^nw_iN_{i,k}(u)P_i}{\sum_{i=1}^nw_iN_{i,k}(u)}$

而 $u$ 是参数， $n$ 是控制点的个数， $k$ 是曲线的度数， $P_i$ 是控制点的位置， $w_i$ 是控制点的权重。

$N_{i,k}$ 这样递归的定义：

$N_{i,k}(u)=\frac{u-t_i}{t_{i+k}-t_i}N_{i,k-1}(u)+\frac{t_{i+k+1}-u}{t_{i+k+1}-t_{i+1}}N_{i+1,k-1}(u)$

$N_{i,0}(u)=[t_i\le u<t_{i+1}]$

而 $t_i$ 是第 $i$ 个节。在本题中 $\mathbf{0/0=0}$ 。

为解释如上的恐怖公式，下面我们解释如上的参数。

度数。 度数 $k$ 是一个正整数。在 NURBS 中，直线的度数是 $1$ ，圆的是 $2$ ，有趣的曲线是 $3$ 或者 $5$ 。
控制点。 控制点至少有 $k + 1$ 个。改变 NURBS 曲线的最简方式是移动控制点。任何一个控制点都有一个权重 $w_i$ ，在本题中权重是正整数。如果一个点的权重更大，则曲线被“吸”像该控制点。
节。节向量的定义是 $U=[t_1,t_2,\cdots,t_m]$ 。 $m, k, n$ 的关系是 $m = n + k + 1$ 。节向量的相邻两项元素都满足 $t_i\le t_{i+1}$ 。每一组相邻的节代表一个参数值区间 $t_i,t_{i+1})$ 用以计算曲线的形状。因此，曲线的定义域是 $\mathbf{[t_1,t_m)}$ 。 节值的重复次数是其倍率，且小于度数。节值的重复次数会减小曲线的平滑度。

如果你还是没有看懂，我们这里建议把 $u$ 从 $t_1$ 到 $t_m$ 移动（但不要等于 $t_m$ ），你就会看到 $C (u)$ 按照曲线所在的位置移动。

你的任务：求出两条 NURBS 曲线的交点。

输入格式

$T$ 组数据。

每组数据包含两部分，分别描述两条 NURBS 曲线。每条曲线的开头是两个整数 $n,m(2\le n\le 20)$ ，而后 $n$ 行每行三个实数 $x,y,w(0\le x,y\le 10,0<w\le 10)$ 代表控制点 $P_i(x,y),w_i$ 。而后一行是 $m$ 个实数，即节向量。第一个节值永远是 $0$ 并且最后一个永远是 $1$ 。度数永远是 $1, 2, 3, 5$ 中之一。

输出格式

第一行一个数即交点个数。各个交点应四舍五入到小数点后三位，并且每个点应按照字典序排列（即从小到大，先 $x$ 后 $y$ ）。输入是专门设计的，以满足最小的交点的 $x$ 坐标只差最少为 $0.005$ 。

对于每组数据，在末尾输出一个空行。

题目描述

PDF

输入格式

输出格式

样例 #1

样例输入 #1

2
8 12
2 01
0 11
1 32
1.5 2 1
2.5 2 1
3 32
4 11
2 01
0 0 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1 1 1
2 4
0 0 1
4 3 1
0 0 1 1
7 10
1 1.732 1
0 0 0.5
2 0 1
4 0 0.5
3 1.732 1
2 3.464 0.5
1 1.732 1
0 0 0 0.333 0.333 0.667 0.667 1 1 1
7 10
0 1.732 1
2 0 0.5
3 0 1
6 0 0.5
2 1.732 1
6 3.464 0.5
0 1.732 1
0 0 0 0.333 0.333 0.667 0.667 1 1 1

样例输出 #1

Case 1: 2
(1.029, 0.772)
(3.221, 2.416)
Case 2: 6
(0.847, 1.092)
(1.307, 2.078)
(2.283, 2.274)
(2.538, 0.133)
(2.693, 2.078)
(3.153, 1.092)

大佬的指点

题意简述

给定两条 NURBS 曲线，求它们的交点。

题目思路

首先，需要注意的是种种奇奇怪怪东西的定义。

第一就是公式：

$C(u)=∑i=1nwiNi,k(u)Pi∑i=1nwiNi,k(u)C(u)=\dfrac{\sum_{i=1}^nw_iN_{i,k}(u)P_i}{\sum_{i=1}^nw_iN_{i,k}(u)}$

它的意思就是说，我们可以把如上的这些点和它的函数以及权重相乘，而后我们需要一些比较新奇的理解，即把所有的 $P_i$ 的两个坐标加起来，而后除以下面的一大坨东西。

而后，我们观察一下这个多项式函数：

$Ni,k(u)=u−titi+k−tiNi,k−1(u)+ti+k+1−uti+k+1−ti+1Ni+1,k−1(u)N_{i,k}(u)=\frac{u-t_i}{t_{i+k}-t_i}N_{i,k-1}(u)+\frac{t_{i+k+1}-u}{t_{i+k+1}-t_{i+1}}N_{i+1,k-1}(u)$

$Ni,0(u)=[ti≤u<ti+1]N_{i,0}(u)=[t_i\le u<t_{i+1}]$

它的意思，已经被直白的表述在了公式之中，因此不解释。

因此，这是第一版代码中 NURBS 曲线的定义：

struct nurbs{int n; // numbers of control pointsint k; // degreeint m; // number of knotspoint P[25]; // control pointsdouble w[25]; // weight of pointsdouble t[25]; // knot vectordouble N(int i,int k,double u){ // Function Nif(k==0) return (t[i]<=u&&u<t[i+1]?1.0:0.0);double co0,co1;if(fabs(t[i+k]-t[i])<EPS||fabs(u-t[i])<EPS) co0=0;else co0=(u-t[i])/(t[i+k]-t[i]);if(fabs(t[i+k+1]-u)<EPS||fabs(t[i+k+1]-t[i+1])<EPS) co1=0;else co1=(t[i+k+1]-u)/(t[i+k+1]-t[i+1]);return co0*N(i,k-1,u)+co1*N(i+1,k-1,u);}point C(double u){ // Function C (for a single curve)point num=point(0,0);double dem=0;for(int i=1;i<=n;i++){num=num+w[i]*N(i,k,u)*P[i];dem+=w[i]*N(i,k,u);}return num/dem;}void clear(){n=k=m=0;for(int i=0;i<25;i++) P[i].x=P[i].y=w[i]=t[i]=0;}
}curv[3];

当然，多测不清空的悲剧还是要尽量避免，因此有一个 clear() 在这里。

另外，题目加粗强调了 $0 / 0 = 0$ ，但是我要告诉你的是， $x / y$ 中只要 $x = 0$ 或者 $y = 0$ 那么这个式子就等于 $0$ ，不等于任何别的数！

于是，我们当然可以把第一版程序中点结构体拿出来：

const double EPS=8e-5;
struct point{double x,y;point(double cx=0,double cy=0):x(cx),y(cy){}
};
point operator*(double a,point p){return point(p.x*a,p.y*a);
}
point operator+(point a,point b){return point(a.x+b.x,a.y+b.y);
}
point operator/(point a,double b){double x=a.x/b,y=a.y/b;if(fabs(a.x)<EPS||fabs(b)<EPS) x=0;if(fabs(a.y)<EPS||fabs(b)<EPS) y=0;return point(x,y);
}

好的，我们就可以通过暴力枚举 $[0, 1)$ 里的非常多的点来找到交点，如果要找到交点，可以直接用 set 里的 intersection。

但是，如果这样的话，你大概率会那道一个 WA 或者 RE 或者 TLE。

那么我们应该怎么办？

众所周知，我们可以通过把曲线近似为很多条线段（亦即折线）来达到相同的结果，因此，我们可以设一个非常大的正整数 $R$ ，而后设 $s = 1 / R$ ，随后对于 $k=0⋯(R−1)k=0\cdots(R-1)$ ，或者说只要 $ks≠1ks\neq 1$ ，我们就能找到点 $C (k s)$ ，并且把相邻的两个点用线段连接起来。

这是不需要多说的，因为下面就要开始让人心肺骤停了。

首先的问题是：如何求得两条线段的交点，而它的简化方式，就是求出直线的交点。我们可以设两条直线分别为 $P+tv→P+t\overrightarrow{v}$ 和 $Q+tw→Q+t\overrightarrow{w}$ ，而后设 $u→=P−Q\overrightarrow{u}=P-Q$ ，然后通过解方程（过程略），我们就能得出交点的位置在

$P+(w→×u→v→×w→)v→P+\left(\frac{\overrightarrow{w}\times\overrightarrow{u}}{\overrightarrow{v}\times\overrightarrow{w}}\right)\overrightarrow{v}$

这样我们就可以给出这样的一份代码求两条直线的交点：

point getintersection(point p,vecto v,point q,vecto w){vecto u=p-q;double t=cross(w,u)/cross(v,w);return p+v*t;
}

那么，我们现在研究线段的相交，它的充分必要条件就是，每条线段的两个端点都在另一条线段的两侧（即叉积的符号不同）。因此我们这样写出：

bool isintersected(point a1,point a2,point b1,point b2){double c1=cross(a2-a1,b1-a1),c2=cross(a2-a1,b2-a1),c3=cross(b2-b1,a1-b1),c4=cross(b2-b1,a2-b1);return dcmp(c1)*dcmp(c2)<0&&dcmp(c3)*dcmp(c4)<0;
}

至少到这里为止的计算几何是不需要图片作为补充的，然而下面我们就需要了。

当然，这里需要先给出通过计算求近似折线的算法（也不知道第几版代码了）：

vector<pair<point,point>> aprlin[3];
void approx(int num){double st=1/ROX;vector<point> aprdot;for(double i=0;i*st<1;i++) aprdot.push_back(curv[num].C(st*i));for(int i=1;i<aprdot.size();i++) aprlin[num].push_back(make_pair(aprdot[i-1],aprdot[i]));
}

而后，我们就要求折线的全部交点了——这就是我们的任务。

首先上场的是 $O(n2)\mathrm O(n^2)$ 的暴力判断，这哥们把所有的线段两两互相判断，代码如下：

vector<point> ans,shans;
for(auto it:aprlin[1]) for(auto jt:aprlin[2]){if(isintersected(it.first,it.second,jt.first,jt.second)){point pi=getintersection(it.first,it.second-it.first,jt.first,jt.second-jt.first);ans.push_back(pi);}
}

这里的 shans 是为了精度和去重用的，暂且不需要它。

然而不幸的是，如果你使用如上的代码，你会 TLE。怎么办？我们需要更快的算法求任意两条线段的交点（当然，如果两条线段不分属两个集合，我们可以特判）。

在多方查找后，我在这里找到了一个好的算法，在这里叙述一下。

这个算法是扫描线的另一种奇妙的实现。算法要求我们首先开一个链表，用以保存所有的线段端点以及找到的交点，按照 $y$ 坐标从大到小， $x$ 坐标从小到大的递增顺序建立链表；以及一棵二叉查找树，记录与扫描线相交的线段的编号，按照所在线段的上端点的 $x$ 坐标递增顺序存储。

在这里我采用的实现方式是指针链表和 set 实现的二叉查找树（Treap,Splay 太烦了不想写），当然用自定义的 cmp 来排列元素，因此代码是这样写的：

struct cmp{bool operator()(int a,int b){point at,bt;if(aprlin[a].first.p1.y<aprlin[a].first.p2.y) at=aprlin[a].first.p2;else at=aprlin[a].first.p1;if(aprlin[b].first.p1.y<aprlin[b].first.p2.y) bt=aprlin[b].first.p2;else bt=aprlin[b].first.p1;return at.x<bt.x;}
};
set<int,cmp> bst;

我们还得探究一下，如何保留点所在线段的信息（交点需要两个！），点的类型（分为上点、下点和交点，字面意思，与扫描线平行的强行区分），以及它们之间的比较，因此我又定义了个结构体 endpoint 用来记录它（下面的 node 是链表节点，不论）：

const int BOTTOM=0,TOP=1,INTERSECT=-1;
struct endpoint{point p;int seg,ges,st;endpoint(point p=point(0,0),int seg=0,int ges=0,int st=0):p(p),seg(seg),ges(ges),st(st){}
};
struct node{endpoint ep;node *next;node(endpoint ep=endpoint(),node *next=nullptr):ep(ep),next(next){}
}*head;

那么初始化这条链表的代码如下（一开始我们存了所有线段的端点）：

vector<endpoint> edps;
int n=aprlin.size();
for(int i=0;i<n;i++){if(aprlin[i].first.p1.y>aprlin[i].first.p2.y){edps.push_back(endpoint(aprlin[i].first.p1,i,0,TOP));edps.push_back(endpoint(aprlin[i].first.p2,i,0,BOTTOM));}else{edps.push_back(endpoint(aprlin[i].first.p1,i,0,BOTTOM));edps.push_back(endpoint(aprlin[i].first.p2,i,0,TOP));}
}
sort(edps.begin(),edps.end(),[](endpoint a,endpoint b)->bool {return a.p.y!=b.p.y?a.p.y>b.p.y:a.p.x<b.p.x;});
head=new node;
node *cur=head,*co=head;
for(int i=0;i<2*n;i++){cur->ep=edps[i];if(cur->next==nullptr) cur->next=new node;co=cur,cur=cur->next;
}
delete cur,co->next=nullptr;
cur=head;

下面的过程非常之恐怖，因此略去代码，专门讲解几何部分。

扫描线按照链表行进，可能会遇到如下的三种情况：

扫描线碰上了某条线段的上点。这时我们设该线段编号为 $it\mathfrak{it}$ ，左边线段为 $lt\mathfrak{lt}$ ，右边线段为 $rt\mathfrak{rt}$ ，左边线段 $lt\mathfrak{lt}$ 和右边线段 $rt\mathfrak{rt}$ 指在二叉查找树中与 $it\mathfrak{it}$ 相邻的两条线段，那么如图所示：我们就可以把 $it\mathfrak{it}$ 塞进二叉查找树，而后判断 $it\mathfrak{it}$ 和 $lt\mathfrak{lt}$ 以及 $rt\mathfrak{rt}$ 是否相交。相交的节点一定在扫描线的下方（因为如果它在上方，说明我们已经搜索到了它并且已经用它插入过线段了），而后我们就把交点插入链表。
扫描线碰到了某条线段的下点，设的同上，我们就有这时我们把 $lt\mathfrak{lt}$ 和 $rt\mathfrak{rt}$ 判断一下是否相交，如果相交就把交点插入链表，而后把 $it\mathfrak{it}$ 从扫描线中删除。当然，交点还是在扫描线的下方。
扫描线碰到了两条线段的交点，这时我们设这两条相交的线段编号分别为 $it\mathfrak{it}$ 和 $jt\mathfrak{jt}$ （这里 $it\mathfrak{it}$ 在二叉查找树中相对于 $jt\mathfrak{jt}$ 是在左边的！），并且设 $it\mathfrak{it}$ 的左相邻线段为 $lt\mathfrak{lt}$ ， $jt\mathfrak{jt}$ 的右相邻线段为 $rt\mathfrak{rt}$ ，如图所示：我们只需要判定 $it\mathfrak{it}$ 和 $rt\mathfrak{rt}$ 是否相交以及 $lt\mathfrak{lt}$ 和 $jt\mathfrak{jt}$ 是否相交，而其他的交点我们已经找过了。

当然，这里需要注意的是，由于采用的是 set 来实现二叉查找树，所以它的 iterator 中寻找该元素要用 lower_bound，它的左邻居需要先判断是否是 begin() 而后左移，右邻居需要先右移而后判断是不是 end()，因为 end() 指向最后一个元素的后一个元素。最后释放整个链表。

本题完整版代码如下（为防止抄袭， $R$ 和 $ϵ\epsilon$ 的数值更改）：

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <set>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <map>
#define fs(X) fixed<<setprecision(X)
using namespace std;
const double EPS=0,ROX=0;
int dcmp(double x){if(fabs(x)<EPS) return 0;else return x<0?-1:1;
}
struct point{double x,y;point(double cx=0,double cy=0):x(cx),y(cy){}point operator+(point b){return point(x+b.x,y+b.y);}point operator-(point b){return point(x-b.x,y-b.y);}point operator*(double cof){return point(x*cof,y*cof);}point operator/(double b){double xx=x/b,yy=y/b;if(dcmp(x)==0||dcmp(b)==0) xx=0;if(dcmp(y)==0||dcmp(b)==0) yy=0;return point(xx,yy);}
};
typedef point vecto;
double cross(vecto a,vecto b){return a.x*b.y-a.y*b.x;
}
struct segment{point p1,p2;segment(point p1,point p2):p1(p1),p2(p2){}
};
bool isintersected(point a1,point a2,point b1,point b2){double c1=cross(a2-a1,b1-a1),c2=cross(a2-a1,b2-a1),c3=cross(b2-b1,a1-b1),c4=cross(b2-b1,a2-b1);return dcmp(c1)*dcmp(c2)<0&&dcmp(c3)*dcmp(c4)<0;
}
point getintersection(point p,vecto v,point q,vecto w){vecto u=p-q;double t=cross(w,u)/cross(v,w);return p+v*t;
}
struct nurbs{int n,k,m;point P[25];double w[25],t[25];double N(int i,int k,double u){if(k==0) return (t[i]<=u&&u<t[i+1]?1.0:0.0);double co0,co1;if(dcmp(t[i+k]-t[i])==0||dcmp(u-t[i])==0) co0=0;else co0=(u-t[i])/(t[i+k]-t[i]);if(dcmp(t[i+k+1]-u)==0||dcmp(t[i+k+1]-t[i+1])==0) co1=0;else co1=(t[i+k+1]-u)/(t[i+k+1]-t[i+1]);return co0*N(i,k-1,u)+co1*N(i+1,k-1,u);}point C(double u){point num=point(0,0);double dem=0;for(int i=1;i<=n;i++){double coef=w[i]*N(i,k,u);num=num+P[i]*coef;dem+=coef;}return num/dem;}void clear(){n=k=m=0;for(int i=0;i<25;i++) P[i].x=P[i].y=w[i]=t[i]=0;}
}curv[3];
vector<pair<segment,int>> aprlin;
const int BOTTOM=0,TOP=1,INTERSECT=-1;
struct endpoint{point p;int seg,ges,st;endpoint(point p=point(0,0),int seg=0,int ges=0,int st=0):p(p),seg(seg),ges(ges),st(st){}
};
struct node{endpoint ep;node *next;node(endpoint ep=endpoint(),node *next=nullptr):ep(ep),next(next){}
}*head;
void approx(int num){double st=1/ROX;vector<point> aprdot;for(double i=0;i*st<1;i++) aprdot.push_back(curv[num].C(st*i));for(int i=1;i<aprdot.size();i++) aprlin.push_back(make_pair(segment(aprdot[i-1],aprdot[i]),num));
}
void intersections(vector<point> &ans){vector<endpoint> edps;int n=aprlin.size();for(int i=0;i<n;i++){if(aprlin[i].first.p1.y>aprlin[i].first.p2.y){edps.push_back(endpoint(aprlin[i].first.p1,i,0,TOP));edps.push_back(endpoint(aprlin[i].first.p2,i,0,BOTTOM));}else{edps.push_back(endpoint(aprlin[i].first.p1,i,0,BOTTOM));edps.push_back(endpoint(aprlin[i].first.p2,i,0,TOP));}}sort(edps.begin(),edps.end(),[](endpoint a,endpoint b)->bool {return a.p.y!=b.p.y?a.p.y>b.p.y:a.p.x<b.p.x;});head=new node;node *cur=head,*co=head;for(int i=0;i<2*n;i++){cur->ep=edps[i];if(cur->next==nullptr) cur->next=new node;co=cur,cur=cur->next;}delete cur,co->next=nullptr;cur=head;struct cmp{bool operator()(int a,int b){point at,bt;if(aprlin[a].first.p1.y<aprlin[a].first.p2.y) at=aprlin[a].first.p2;else at=aprlin[a].first.p1;if(aprlin[b].first.p1.y<aprlin[b].first.p2.y) bt=aprlin[b].first.p2;else bt=aprlin[b].first.p1;return at.x<bt.x;}};set<int,cmp> bst;while(cur!=nullptr){if(cur->ep.st==TOP){bst.insert(cur->ep.seg);auto it=bst.lower_bound(cur->ep.seg),lt=it,rt=it;rt++;if(rt!=bst.end()){if(isintersected(aprlin[*it].first.p1,aprlin[*it].first.p2,aprlin[*rt].first.p1,aprlin[*rt].first.p2)){point pi=getintersection(aprlin[*it].first.p1,aprlin[*it].first.p2-aprlin[*it].first.p1,aprlin[*rt].first.p1,aprlin[*rt].first.p2-aprlin[*rt].first.p1);node *nx=cur->next,*add=new node;add->ep=endpoint(pi,*it,*rt,INTERSECT);add->next=nx,cur->next=add;}}if(lt!=bst.begin()){lt--;if(isintersected(aprlin[*it].first.p1,aprlin[*it].first.p2,aprlin[*lt].first.p1,aprlin[*lt].first.p2)){point pi=getintersection(aprlin[*it].first.p1,aprlin[*it].first.p2-aprlin[*it].first.p1,aprlin[*lt].first.p1,aprlin[*lt].first.p2-aprlin[*lt].first.p1);node *nx=cur->next,*add=new node;add->ep=endpoint(pi,*lt,*it,INTERSECT);add->next=nx,cur->next=add;}}}else if(cur->ep.st==BOTTOM){auto it=bst.lower_bound(cur->ep.seg),lt=it,rt=it;++rt;if(lt!=bst.begin()&&rt!=bst.end()){lt--;if(isintersected(aprlin[*rt].first.p1,aprlin[*rt].first.p2,aprlin[*lt].first.p1,aprlin[*lt].first.p2)){point pi=getintersection(aprlin[*rt].first.p1,aprlin[*rt].first.p2-aprlin[*rt].first.p1,aprlin[*lt].first.p1,aprlin[*lt].first.p2-aprlin[*lt].first.p1);node *nx=cur->next,*add=new node;add->ep=endpoint(pi,*lt,*rt,INTERSECT);add->next=nx,cur->next=add;}}bst.erase(cur->ep.seg);}else if(cur->ep.st==INTERSECT){if(aprlin[cur->ep.seg].second+aprlin[cur->ep.ges].second==3) ans.push_back(cur->ep.p);auto it=bst.lower_bound(cur->ep.seg),jt=bst.lower_bound(cur->ep.ges);auto lt=it,rt=jt;++rt;if(rt!=bst.end()){if(isintersected(aprlin[*jt].first.p1,aprlin[*jt].first.p2,aprlin[*rt].first.p1,aprlin[*rt].first.p2)){point pi=getintersection(aprlin[*jt].first.p1,aprlin[*jt].first.p2-aprlin[*jt].first.p1,aprlin[*rt].first.p1,aprlin[*rt].first.p2-aprlin[*rt].first.p1);node *nx=cur->next,*add=new node;add->ep=endpoint(pi,*jt,*rt,INTERSECT);add->next=nx,cur->next=add;}}if(lt!=bst.begin()){lt--;if(isintersected(aprlin[*lt].first.p1,aprlin[*lt].first.p2,aprlin[*it].first.p1,aprlin[*it].first.p2)){point pi=getintersection(aprlin[*lt].first.p1,aprlin[*lt].first.p2-aprlin[*lt].first.p1,aprlin[*it].first.p1,aprlin[*it].first.p2-aprlin[*it].first.p1);node *nx=cur->next,*add=new node;add->ep=endpoint(pi,*lt,*it,INTERSECT);add->next=nx,cur->next=add;}}}cur=cur->next;}cur=head;do{node *co=cur->next;delete cur;cur=co;}while(cur!=nullptr);
}
int main(){ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);cout.tie(0);int T;cin>>T;for(int tid=1;tid<=T;tid++){if(tid>1) cout<<endl;aprlin.clear();for(int i=1;i<=2;i++) curv[i].clear();for(int i=1;i<=2;i++){cin>>curv[i].n>>curv[i].m,curv[i].k=curv[i].m-curv[i].n-1;for(int j=1;j<=curv[i].n;j++) cin>>curv[i].P[j].x>>curv[i].P[j].y>>curv[i].w[j];for(int j=1;j<=curv[i].m;j++) cin>>curv[i].t[j];approx(i);}vector<point> ans;intersections(ans);cout<<"Case "<<tid<<": ";if(ans.empty()){cout<<0<<endl;continue;}sort(ans.begin(),ans.end(),[](point a,point b)->bool {return a.x!=b.x?a.x<b.x:a.y<b.y;});cout<<ans.size()<<endl;for(auto it:ans) cout<<"("<<fs(3)<<it.x<<", "<<fs(3)<<it.y<<")"<<endl;}return 0;
}