Un algorithme pour espacer les rectangles qui se chevauchent ?

Question

Ce problème concerne en fait les roll-overs, je le généraliserai ci-dessous comme tel :

J'ai une vue 2D, et j'ai un certain nombre de rectangles dans une zone de l'écran. Comment puis-je répartir ces rectangles de manière à ce qu'ils ne se chevauchent pas, tout en les ajustant avec un minimum de mouvements ?

La position des rectangles est dynamique et dépend de l'entrée de l'utilisateur, de sorte que leur position peut être n'importe où.

Ci-joint les images montrent le problème et la solution souhaitée

Le problème réel concerne les renversements, en fait.

Réponses aux questions dans les commentaires

1. La taille des rectangles n'est pas fixe et dépend de la longueur du texte du rollover.

2. En ce qui concerne la taille de l'écran, pour l'instant, je pense qu'il est préférable de supposer que la taille de l'écran est suffisante pour les rectangles. S'il y a trop de rectangles et que l'algo ne produit aucune solution, il me suffit de modifier le contenu.

3. L'obligation de "bouger le moins possible" est plus une question d'esthétique qu'une exigence technique absolue. On pourrait espacer deux rectangles en ajoutant une grande distance entre eux, mais cela ne serait pas très esthétique dans l'interface graphique. L'idée est d'obtenir le rollover/rectangle aussi près que possible de sa source (que je relierai ensuite à la source avec une ligne noire). Donc, que ce soit en déplaçant un seul élément pour x ou en déplaçant les deux pour la moitié de x, cela convient.

Answer 1

Voici une version qui reprend la réponse de cape1232 et qui est un exemple autonome exécutable pour Java :

public class Rectangles extends JPanel {

    List<Rectangle2D> rectangles = new ArrayList<Rectangle2D>();
    {
        // x,y,w,h
        rectangles.add(new Rectangle2D.Float(300, 50, 50, 50));

        rectangles.add(new Rectangle2D.Float(300, 50, 20, 50));

        rectangles.add(new Rectangle2D.Float(100, 100, 100, 50));

        rectangles.add(new Rectangle2D.Float(120, 200, 50, 50));

        rectangles.add(new Rectangle2D.Float(150, 130, 100, 100));

        rectangles.add(new Rectangle2D.Float(0, 100, 100, 50));

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
                rectangles.add(new Rectangle2D.Float(i * 40, j * 40, 20, 20));
            }
        }
    }

    List<Rectangle2D> rectanglesToDraw;

    protected void reset() {
        rectanglesToDraw = rectangles;

        this.repaint();
    }

    private List<Rectangle2D> findIntersections(Rectangle2D rect, List<Rectangle2D> rectList) {

        ArrayList<Rectangle2D> intersections = new ArrayList<Rectangle2D>();

        for (Rectangle2D intersectingRect : rectList) {
            if (!rect.equals(intersectingRect) && intersectingRect.intersects(rect)) {
                intersections.add(intersectingRect);
            }
        }

        return intersections;
    }

    protected void fix() {
        rectanglesToDraw = new ArrayList<Rectangle2D>();

        for (Rectangle2D rect : rectangles) {
            Rectangle2D copyRect = new Rectangle2D.Double();
            copyRect.setRect(rect);
            rectanglesToDraw.add(copyRect);
        }

        // Find the center C of the bounding box of your rectangles.
        Rectangle2D surroundRect = surroundingRect(rectanglesToDraw);
        Point center = new Point((int) surroundRect.getCenterX(), (int) surroundRect.getCenterY());

        int movementFactor = 5;

        boolean hasIntersections = true;

        while (hasIntersections) {

            hasIntersections = false;

            for (Rectangle2D rect : rectanglesToDraw) {

                // Find all the rectangles R' that overlap R.
                List<Rectangle2D> intersectingRects = findIntersections(rect, rectanglesToDraw);

                if (intersectingRects.size() > 0) {

                    // Define a movement vector v.
                    Point movementVector = new Point(0, 0);

                    Point centerR = new Point((int) rect.getCenterX(), (int) rect.getCenterY());

                    // For each rectangle R that overlaps another.
                    for (Rectangle2D rPrime : intersectingRects) {
                        Point centerRPrime = new Point((int) rPrime.getCenterX(), (int) rPrime.getCenterY());

                        int xTrans = (int) (centerR.getX() - centerRPrime.getX());
                        int yTrans = (int) (centerR.getY() - centerRPrime.getY());

                        // Add a vector to v proportional to the vector between the center of R and R'.
                        movementVector.translate(xTrans < 0 ? -movementFactor : movementFactor,
                                yTrans < 0 ? -movementFactor : movementFactor);

                    }

                    int xTrans = (int) (centerR.getX() - center.getX());
                    int yTrans = (int) (centerR.getY() - center.getY());

                    // Add a vector to v proportional to the vector between C and the center of R.
                    movementVector.translate(xTrans < 0 ? -movementFactor : movementFactor,
                            yTrans < 0 ? -movementFactor : movementFactor);

                    // Move R by v.
                    rect.setRect(rect.getX() + movementVector.getX(), rect.getY() + movementVector.getY(),
                            rect.getWidth(), rect.getHeight());

                    // Repeat until nothing overlaps.
                    hasIntersections = true;
                }

            }
        }
        this.repaint();
    }

    private Rectangle2D surroundingRect(List<Rectangle2D> rectangles) {

        Point topLeft = null;
        Point bottomRight = null;

        for (Rectangle2D rect : rectangles) {
            if (topLeft == null) {
                topLeft = new Point((int) rect.getMinX(), (int) rect.getMinY());
            } else {
                if (rect.getMinX() < topLeft.getX()) {
                    topLeft.setLocation((int) rect.getMinX(), topLeft.getY());
                }

                if (rect.getMinY() < topLeft.getY()) {
                    topLeft.setLocation(topLeft.getX(), (int) rect.getMinY());
                }
            }

            if (bottomRight == null) {
                bottomRight = new Point((int) rect.getMaxX(), (int) rect.getMaxY());
            } else {
                if (rect.getMaxX() > bottomRight.getX()) {
                    bottomRight.setLocation((int) rect.getMaxX(), bottomRight.getY());
                }

                if (rect.getMaxY() > bottomRight.getY()) {
                    bottomRight.setLocation(bottomRight.getX(), (int) rect.getMaxY());
                }
            }
        }

        return new Rectangle2D.Double(topLeft.getX(), topLeft.getY(), bottomRight.getX() - topLeft.getX(),
                bottomRight.getY() - topLeft.getY());
    }

    public void paintComponent(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;

        for (Rectangle2D entry : rectanglesToDraw) {
            g2d.setStroke(new BasicStroke(1));
            // g2d.fillRect((int) entry.getX(), (int) entry.getY(), (int) entry.getWidth(),
            // (int) entry.getHeight());
            g2d.draw(entry);
        }

    }

    protected static void createAndShowGUI() {
        Rectangles rects = new Rectangles();

        rects.reset();

        JFrame frame = new JFrame("Rectangles");
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setLayout(new BorderLayout());
        frame.add(rects, BorderLayout.CENTER);

        JPanel buttonsPanel = new JPanel();

        JButton fix = new JButton("Fix");

        fix.addActionListener(new ActionListener() {

            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                rects.fix();

            }
        });

        JButton resetButton = new JButton("Reset");

        resetButton.addActionListener(new ActionListener() {

            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                rects.reset();
            }
        });

        buttonsPanel.add(fix);
        buttonsPanel.add(resetButton);

        frame.add(buttonsPanel, BorderLayout.SOUTH);

        frame.setSize(400, 400);
        frame.setLocationRelativeTo(null);
        frame.setVisible(true);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                createAndShowGUI();

            }
        });
    }

}