如何获取矩阵上 2 个点的角 - TypeScript

本文介绍如何使用 TypeScript 获取矩阵上两个点的角度。

问题背景

假设我们有一个矩阵，里面包含了若干个点的坐标，现在需要计算任意两个点之间的角度，我们该如何实现这个功能呢？

解决方案

准备工作

为了方便演示，我们先创建一个 TypeScript 项目，并在其中创建一个名为 Matrix.ts 的文件，用于实现矩阵类。

class Matrix {
  private _points: [number, number][] = []

  constructor(points: [number, number][]) {
    this._points = points
  }
}

这个类包含了一个私有属性 _points，它存储了所有点的坐标。我们还添加了一个构造函数，用于接收所有点的坐标。

实现计算角度的方法

现在我们需要实现一个静态方法，用于计算矩阵中任意两个点之间的角度。首先，我们需要确定两个点，可以在 Matrix 类中添加一个 getPoint 方法，用于获取指定索引的点。

class Matrix {
  // ...

  public getPoint(index: number): [number, number] {
    return this._points[index]
  }

  // ...
}

接下来我们可以实现计算角度的方法了。由于涉及到三角函数的运算，我们需要使用 Math 对象中的方法。

class Matrix {
  // ...

  public static getAngle(matrix: Matrix, index1: number, index2: number): number {
    const point1 = matrix.getPoint(index1)
    const point2 = matrix.getPoint(index2)

    const deltaX = point2[0] - point1[0]
    const deltaY = point2[1] - point1[1]

    const angle = Math.atan2(deltaY, deltaX) * 180 / Math.PI

    return angle
  }

  // ...
}

这个方法接收一个 Matrix 对象和两个点的索引，返回它们之间的角度。首先我们使用 Matrix 对象中的 getPoint 方法获取这两个点的坐标。然后计算两个点在 x 方向和 y 方向的差值，使用 Math.atan2 方法计算出弧度值，最后将其转换为角度值。

使用示例

现在我们可以在 TypeScript 项目中使用这个方法来计算角度了。下面是一个简单的示例代码。

const matrix = new Matrix([
  [10, 10],
  [20, 10],
  [20, 20],
  [10, 20],
])

const angle = Matrix.getAngle(matrix, 0, 2)

console.log(angle) // 45

这个示例中，我们创建了一个 2x2 的矩阵，其中每个点的坐标都是 10 或 20，并调用了 getAngle 方法计算第一个点和第三个点之间的角度，结果为 45 度。

总结

在这篇文章中，我们了解了如何使用 TypeScript 编写一个矩阵类，并实现了一个静态方法，用于计算矩阵中任意两个点之间的角度。希望本文能够对您有所帮助。