第5章：枚举类型与常量定义

5.1 概述

Clipper2 定义了多种枚举类型来控制裁剪、偏移等操作的行为。这些枚举类型直接影响算法的执行逻辑和最终结果。本章将详细解析每种枚举类型的含义和应用场景。

5.2 ClipType 裁剪类型

5.2.1 枚举定义

public enum ClipType
{
    NoClip,
    Intersection,
    Union,
    Difference,
    Xor
}

5.2.2 各类型详解

NoClip（无裁剪）

ClipType.NoClip

不执行任何裁剪操作。通常用于测试或占位符。

Intersection（交集）

ClipType.Intersection

返回主体和裁剪多边形的公共区域。

Subject:          Clip:             Result:
┌────────┐       ┌────────┐        ┌────┐
│        │       │        │        │    │
│   ┌────┼───┐   │   ┌────┼───┐    │    │
│   │    │   │   │   │    │   │    └────┘
│   │    │   │ ∩ │   │    │   │ =  
│   └────┼───┘   │   └────┼───┘    
│        │       │        │        
└────────┘       └────────┘        

Union（并集）

ClipType.Union

返回主体和裁剪多边形的合并区域。

Subject:          Clip:             Result:
┌────────┐       ┌────────┐        ┌────────────────┐
│        │       │        │        │                │
│   ┌────┼───┐   │   ┌────┼───┐    │                │
│   │    │   │   │   │    │   │    │                │
│   │    │   │ ∪ │   │    │   │ =  │                │
│   └────┼───┘   │   └────┼───┘    │                │
│        │       │        │        │                │
└────────┘       └────────┘        └────────────────┘

Difference（差集）

ClipType.Difference

返回主体多边形减去裁剪多边形的区域。

注意：差集运算是非交换的，Subject - Clip ≠ Clip - Subject。

Subject:          Clip:             Result:
┌────────┐       ┌────────┐        ┌────┐
│        │       │        │        │    │
│   ┌────┼───┐   │   ┌────┼───┐    │    │
│   │    │   │   │   │    │   │    │    └────┐
│   │    │   │ - │   │    │   │ =  │         │
│   └────┼───┘   │   └────┼───┘    │    ┌────┘
│        │       │        │        │    │
└────────┘       └────────┘        └────┘

Xor（异或）

ClipType.Xor

返回主体和裁剪多边形的非公共区域（属于其中一个但不同时属于两个）。

Subject:          Clip:             Result:
┌────────┐       ┌────────┐        ┌────┐    ┌────┐
│        │       │        │        │    │    │    │
│   ┌────┼───┐   │   ┌────┼───┐    │    └────┘    │
│   │    │   │   │   │    │   │    │              │
│   │    │   │ ⊕ │   │    │   │ =  │              │
│   └────┼───┘   │   └────┼───┘    │    ┌────┐    │
│        │       │        │        │    │    │    │
└────────┘       └────────┘        └────┘    └────┘

5.2.3 交换性

操作	交换性
Intersection	是（A ∩ B = B ∩ A）
Union	是（A ∪ B = B ∪ A）
Difference	否（A - B ≠ B - A）
Xor	是（A ⊕ B = B ⊕ A）

5.3 PathType 路径类型

5.3.1 枚举定义

public enum PathType
{
    Subject,
    Clip
}

5.3.2 用途

用于区分添加到裁剪器的路径是主体还是裁剪多边形：

Clipper64 clipper = new Clipper64();
clipper.AddPath(subjectPath, PathType.Subject, true);
clipper.AddPath(clipPath, PathType.Clip, true);

或使用便捷方法：

clipper.AddSubject(subjectPath);  // 等同于 AddPath(..., PathType.Subject, false)
clipper.AddClip(clipPath);        // 等同于 AddPath(..., PathType.Clip, false)

5.4 FillRule 填充规则

5.4.1 枚举定义

public enum FillRule
{
    EvenOdd,
    NonZero,
    Positive,
    Negative
}

填充规则决定了多边形内部的判定方式，特别是对于自相交或嵌套的多边形。

5.4.2 EvenOdd（奇偶规则）

FillRule.EvenOdd

从任一点向外画一条射线，如果与多边形边界相交的次数为奇数，则该点在多边形内部。

特点：

• 最直观的规则
• 自相交多边形会产生"孔洞"效果
• 路径方向无关

        ↗ 穿过 1 次 → 内部
┌─────────────────┐
│                 │
│    ┌───────┐    │   ↗ 穿过 2 次 → 外部
│    │       │    │
│    │   ●   │    │   ↗ 穿过 3 次 → 内部
│    │       │    │
│    └───────┘    │
│                 │
└─────────────────┘

5.4.3 NonZero（非零规则）

FillRule.NonZero

从任一点向外画一条射线，计算与边界相交时的"缠绕数"：

• 从右向左穿过边界：+1
• 从左向右穿过边界：-1

如果缠绕数不为零，则该点在多边形内部。

特点：

• 考虑路径方向
• 同向嵌套多边形会合并
• 反向嵌套多边形会产生孔洞

5.4.4 Positive（正向规则）

FillRule.Positive

只有当缠绕数为正数时，点才在多边形内部。

用途：只保留逆时针方向（正面积）的多边形区域。

5.4.5 Negative（负向规则）

FillRule.Negative

只有当缠绕数为负数时，点才在多边形内部。

用途：只保留顺时针方向（负面积）的多边形区域。

5.4.6 填充规则比较

同向嵌套正方形：
┌───────────────┐
│  ┌─────────┐  │
│  │  ┌───┐  │  │
│  │  │   │  │  │
│  │  └───┘  │  │
│  └─────────┘  │
└───────────────┘

EvenOdd:  内外内（三层交替）
NonZero:  全内（合并）
Positive: 全内（同向）
Negative: 全外（反向为空）

5.5 JoinType 连接类型

5.5.1 枚举定义

public enum JoinType
{
    Miter,    // 斜接
    Square,   // 方形
    Bevel,    // 斜角
    Round     // 圆角
}

这些类型用于 ClipperOffset 的路径偏移操作，决定拐角处的处理方式。

5.5.2 Miter（斜接）

JoinType.Miter

拐角处的两条偏移边延伸到相交点。

原始：           Miter 偏移：
  ╱              ╱│
 ╱              ╱ │
╱───────  →   ╱──────
              │
              │

注意：当角度很小时，斜接点会非常远，因此有 MiterLimit 参数限制。

5.5.3 Square（方形）

JoinType.Square

在拐角处添加一个方形端点。

原始：           Square 偏移：
  ╱              ┌─┐
 ╱              ╱  │
╱───────  →   ╱───────
              │
              └──

5.5.4 Bevel（斜角）

JoinType.Bevel

直接连接两条偏移边的端点，形成斜切面。

原始：           Bevel 偏移：
  ╱               ╱
 ╱              ╱╲
╱───────  →   ╱──────
              │
              │

5.5.5 Round（圆角）

JoinType.Round

在拐角处使用圆弧连接。

原始：           Round 偏移：
  ╱              ╭─╮
 ╱              ╱   ╲
╱───────  →   ╱───────
              │
              ╰─

5.6 EndType 端点类型

5.6.1 枚举定义

public enum EndType
{
    Polygon,   // 闭合多边形
    Joined,    // 连接的开放路径
    Butt,      // 平头
    Square,    // 方形端
    Round      // 圆形端
}

这些类型决定开放路径端点的处理方式。

5.6.2 Polygon（闭合多边形）

EndType.Polygon

将路径视为闭合多边形处理。偏移后仍然是闭合多边形。

5.6.3 Joined（连接）

EndType.Joined

开放路径，但首尾相连。偏移后会产生两条平行路径。

原始：    Joined 偏移：
○────○    ○────○
          │    │
          ○────○

5.6.4 Butt（平头）

EndType.Butt

端点处垂直截断。

原始：    Butt 偏移：
○────○    │────│
          │    │
          │────│

5.6.5 Square（方形端）

EndType.Square

端点处添加方形延伸。

原始：    Square 偏移：
○────○    ┌─────┐
          │     │
          └─────┘

5.6.6 Round（圆形端）

EndType.Round

端点处添加半圆形。

原始：    Round 偏移：
○────○    ╭─────╮
          │     │
          ╰─────╯

5.7 PointInPolygonResult 点在多边形中的结果

5.7.1 枚举定义

[Flags]
public enum PointInPolygonResult
{
    IsOn = 0,      // 在边界上
    IsInside = 1,  // 在内部
    IsOutside = 2  // 在外部
}

5.7.2 使用示例

Point64 testPoint = new Point64(50, 50);
Path64 polygon = Clipper.MakePath(new long[] {
    0, 0, 100, 0, 100, 100, 0, 100
});

PointInPolygonResult result = Clipper.PointInPolygon(testPoint, polygon);

switch (result)
{
    case PointInPolygonResult.IsInside:
        Console.WriteLine("点在多边形内部");
        break;
    case PointInPolygonResult.IsOutside:
        Console.WriteLine("点在多边形外部");
        break;
    case PointInPolygonResult.IsOn:
        Console.WriteLine("点在多边形边界上");
        break;
}

5.8 VertexFlags 顶点标志

5.8.1 枚举定义

[Flags]
internal enum VertexFlags
{
    None = 0,
    OpenStart = 1,   // 开放路径起点
    OpenEnd = 2,     // 开放路径终点
    LocalMax = 4,    // 局部最大值
    LocalMin = 8     // 局部最小值
}

这是内部使用的标志枚举，用于标记顶点的特殊属性。

5.8.2 位标志操作

由于使用了 [Flags] 特性，可以组合多个标志：

// 开放路径起点同时是局部极小值
VertexFlags flags = VertexFlags.OpenStart | VertexFlags.LocalMin;

// 检查是否包含某标志
if ((flags & VertexFlags.OpenStart) != VertexFlags.None)
{
    // 是开放路径起点
}

5.9 内部常量

5.9.1 InternalClipper 常量

internal static class InternalClipper
{
    internal const long MaxInt64 = 9223372036854775807;
    internal const long MaxCoord = MaxInt64 / 4;
    internal const double max_coord = MaxCoord;
    internal const double min_coord = -MaxCoord;
    internal const long Invalid64 = MaxInt64;

    internal const double floatingPointTolerance = 1E-12;
    internal const double defaultMinimumEdgeLength = 0.1;
}

5.9.2 常量说明

常量	值	说明
MaxInt64	2⁶³-1	64位有符号整数最大值
MaxCoord	MaxInt64/4	最大坐标值，预留溢出空间
Invalid64	MaxInt64	用于标记无效值
floatingPointTolerance	10⁻¹²	浮点数近似相等容差
defaultMinimumEdgeLength	0.1	默认最小边长

5.9.3 为什么 MaxCoord = MaxInt64 / 4？

在几何计算中，经常需要计算两点坐标差的乘积：

// 叉积计算
double cross = (x2 - x1) * (y3 - y2) - (y2 - y1) * (x3 - x2);

如果坐标接近 MaxInt64，差值可能接近 2 * MaxInt64，乘积可能接近 4 * MaxInt64²，超出 long 范围。

将 MaxCoord 限制为 MaxInt64 / 4，确保中间计算不会溢出。

5.10 本章小结

本章详细介绍了 Clipper2 的枚举类型和常量：

1. ClipType：四种布尔运算类型
2. PathType：区分主体和裁剪路径
3. FillRule：四种填充规则
4. JoinType：四种拐角连接方式
5. EndType：五种端点处理方式
6. PointInPolygonResult：点位置判断结果
7. VertexFlags：内部顶点标志
8. 内部常量：坐标范围和容差定义

理解这些枚举类型是正确使用 Clipper2 的基础。

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