求推荐可返回多面体顶点的C语言库

Hey there! 如果你需要在C语言里处理多面体并获取顶点信息，我整理了几个实用的纯C库，应该能帮到你：

1. GNU Triangulated Surface Library (GTS) #

这是GNU旗下的轻量级库，专门针对多边形和三角化曲面（包括多面体）开发。它提供了完整的数据结构来表示多面体的顶点、边和面，遍历提取顶点的操作非常直观。

• 亮点：支持多面体的创建、修改与遍历，内置不少几何计算工具，体积小易集成
• 简单使用示例：

  #include <gts.h>
  
  // 自定义处理顶点的函数
  void collect_vertex_coords(GtsVertex *vertex, gpointer data) {
    // 获取顶点的三维坐标
    double x = vertex->p.x;
    double y = vertex->p.y;
    double z = vertex->p.z;
    // 这里可以把坐标存入你自己的数组或结构体中
    printf("Vertex: (%.2f, %.2f, %.2f)\n", x, y, z);
  }
  
  int main() {
    // 初始化一个空的多面体表面
    GtsSurface *surface = gts_surface_new(
        gts_surface_class(),
        gts_face_class(),
        gts_edge_class(),
        gts_vertex_class()
    );
  
    // 这里可以加载外部多面体数据，或者手动构建顶点、面
    // ...
  
    // 遍历所有顶点并处理
    gts_surface_foreach_vertex(surface, (GtsFunc)collect_vertex_coords, NULL);
  
    // 清理资源
    gts_surface_destroy(surface);
    return 0;
  }
  

2. TetGen #

虽然它最出名的是四面体网格生成，但TetGen是纯C写的，对任意多面体（不管是凸的还是非凸的）都能很好处理，而且可以直接输出顶点列表。你只需要定义好多面体的面结构，它就能帮你完成后续的顶点提取工作。

• 亮点：支持复杂多面体处理，输出格式清晰，适合需要网格划分+顶点提取的场景
• 简单使用示例：

  #include <tetgen.h>
  
  int main() {
    tetgenio in, out;
  
    // 初始化输入数据：比如添加顶点和面对应的索引
    // 示例：添加一个立方体的顶点
    in.numberofpoints = 8;
    in.pointlist = new double[3*8] = {
        0,0,0, 1,0,0, 1,1,0, 0,1,0,
        0,0,1, 1,0,1, 1,1,1, 0,1,1
    };
    // 定义立方体的6个面（每个面的顶点索引）
    // ...
  
    // 调用TetGen处理，"Q"表示安静模式，不输出冗余信息
    tetrahedralize("Q", &in, &out);
  
    // 遍历输出的顶点列表
    for (int i = 0; i < out.numberofpoints; i++) {
      double x = out.pointlist[3*i];
      double y = out.pointlist[3*i+1];
      double z = out.pointlist[3*i+2];
      printf("Vertex %d: (%.2f, %.2f, %.2f)\n", i+1, x, y, z);
    }
  
    // 清理资源
    delete[] in.pointlist;
    delete[] out.pointlist;
    return 0;
  }
  

3. libpoly #

这个库专门聚焦于凸多面体的计算，如果你只需要处理凸多面体的话，它的API会非常简洁好用。它支持通过半空间定义多面体，然后直接枚举所有顶点，精度也有保障。

• 亮点：专注凸多面体操作，API直观，适合需要精确几何计算的场景
• 简单使用示例：

  #include <polyhedron.h>
  
  int main() {
    // 创建一个空的凸多面体
    polyhedron_t *poly = polyhedron_new();
  
    // 通过添加半空间约束来定义多面体（比如定义一个立方体）
    // 示例：添加x≥0, x≤1, y≥0, y≤1, z≥0, z≤1这些约束
    // ...
  
    // 枚举所有顶点
    vertex_enumerator_t *vert_enum = vertex_enumerator_new(poly);
    vertex_t *v;
    while ((v = vertex_enumerator_next(vert_enum)) != NULL) {
      double *coords = vertex_coords(v);
      printf("Vertex: (%.2f, %.2f, %.2f)\n", coords[0], coords[1], coords[2]);
      vertex_free(v);
    }
  
    // 清理资源
    vertex_enumerator_free(vert_enum);
    polyhedron_free(poly);
    return 0;
  }
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者RàMi