几何算法库 - 技术栈

✅ 一、通用计算几何库（高精度、工业级）

1. CGAL（Computational Geometry Algorithms Library）

🌐 语言：C++（有 Python 绑定）
📦 特点：
- 工业标准级，算法最全
- 支持精确算术，避免浮点误差
- 提供布尔运算、三角剖分、凸包、网格生成等
🔗 官网：https://www.cgal.org
💡 适用：CAD修复、轮廓处理、自动排样
⚠️ 注意：依赖 Boost、GMP，编译略复杂

2. GEOS（Geometry Engine, Open Source）

🌐 语言：C++，提供 C 和 Java/Python/.NET 封装
📦 特点：
- 是 CGAL 的"轻量替代品"
- 支持 OGC（开放地理标准）规范
- 强项：多边形布尔运算、缓冲区（buffer）、距离计算
🔗 官网：https://libgeos.org
💡 适用：GIS、DXF/SVG 轮廓处理、碰撞检测
✅ Python 使用：pip install Shapely（底层就是 GEOS）

3. Clipper2

🌐 语言：C++ / C# / Python / Delphi
📦 特点：
- 轻量、高速、开源（Boost 许可）
- 专攻 多边形裁剪与布尔运算（并、交、差、异或）
- 支持整型/浮点坐标，抗退化能力强
🔗 官网：https://github.com/AngusJohnson/Clipper2
💡 适用：激光切割轮廓合并、去重叠、偏移路径生成
✅ C# 直接 NuGet 安装：
bash 复制代码
```
Install-Package Clipper2Lib
```

✅ 二、C# 友好型几何库（.NET 平台推荐）

4. NetTopologySuite (NTS)

🌐 语言：C#
📦 特点：
- Java 的 JTS 的 .NET 移植版
- 支持多边形布尔、缓冲区、简化、有效性检查
- 与 Shapely 接口相似，学习成本低
🔗 官网：https://github.com/NetTopologySuite/NetTopologySuite
✅ NuGet 安装：
bash 复制代码
```
Install-Package NetTopologySuite
```

5. MathNet.Spatial

🌐 语言：C#
📦 特点：
- 轻量级，专注 2D/3D 几何计算
- 提供点、线、面、坐标系变换、投影等
- 无外部依赖，NuGet 一键安装
🔗 官网：https://github.com/MathNet/mathnet-spatial
✅ 安装：
bash 复制代码
```
Install-Package MathNet.Spatial
```
💡 适用：路径插值、坐标转换、向量运算

✅ 三、Python 几何库（适合脚本处理）

6. Shapely

🌐 语言：Python
📦 特点：
- 接口简洁，像写数学公式
- 基于 GEOS，支持布尔、缓冲、距离、包含判断
✅ 安装：
bash 复制代码
```
pip install shapely
```

💡 示例：

python 复制代码

from shapely.geometry import Polygon
poly1 = Polygon([(0,0), (2,0), (2,2), (0,2)])
poly2 = Polygon([(1,1), (3,1), (3,3), (1,3)])
union = poly1.union(poly2)

适合做"离线图形分析"或"测试算法逻辑"。

7. Pyclipper（Clipper 的 Python 封装）

🌐 语言：Python
✅ 安装：
bash 复制代码
```
pip install pyclipper
```
💡 特点：速度快，支持整数坐标，适合路径偏移、去重叠

✅ 四、轻量级/专用库

8. Poly2Tri（平面多边形三角剖分）

🌐 支持 C++/C#/Java/Python
🔗 https://github.com/mapbox/poly2tri
💡 适用：填充区域、生成扫描线路径

9. libtess2（3D 可用的三角剖分）

🌐 C++，支持复杂多边形带孔剖分
🔗 https://github.com/memononen/libtess2
💡 适用：复杂图形转为三角面片

✅ 五、选型建议（按场景）

需求	推荐库
🔧 多边形布尔运算（合并、挖孔）	Clipper2 、CGAL 、NTS
🧹 图形修复、简化、有效性检查	NetTopologySuite 、Shapely
🗺️ GIS、缓冲区、空间关系	GEOS / Shapely / NTS
📐 精确计算、科研级算法	CGAL
⚡ 快速裁剪、路径偏移	Clipper2 / Pyclipper
🧮 C# 项目集成	Clipper2Lib 、NTS 、MathNet.Spatial