【蓝因子教育】曼哈顿距离算法

欧氏距离是人们在解析几何里最常用的一种计算方法,但是计算起来比较复杂,要平方,加和,再开方,而人们在空间几何中度量距离很多场合其实是可以做一些简化的。曼哈顿距离就是由 19 世纪著名的德国犹太人数学家赫尔曼·闵可夫斯基发明的(图 1)。

今日霍州(www.jrhz.info)©️

图一

赫尔曼·闵可夫斯基在少年时期就在数学方面表现出极高的天分,他是后来四维时空理论的创立者,也曾经是著名物理学家爱因斯坦的老师。

曼哈顿距离也叫出租车距离,用来标明两个点在标准坐标系上的绝对轴距总和。简单来说,对比一下欧氏距离。

欧氏距离里的距离计算:

今日霍州(www.jrhz.info)©️

曼哈顿距离中的距离计算:

今日霍州(www.jrhz.info)©️

曼哈顿距离中的距离计算公式比欧氏距离的计算公式看起来简洁很多,只需要把两个点坐标的 x 坐标相减取绝对值,y 坐标相减取绝对值,再加和。

从公式定义上看,曼哈顿距离一定是一个非负数,距离最小的情况就是两个点重合,距离为 0,这一点和欧氏距离一样。曼哈顿距离和欧氏距离的意义相近,也是为了描述两个点之间的距离,不同的是曼哈顿距离只需要做加减法,这使得计算机在大量的计算过程中代价更低,而且会消除在开平方过程中取近似值而带来的误差。不仅如此,曼哈顿距离在人脱离计算机做计算的时候也会很方便。举例如下。

今日霍州(www.jrhz.info)©️

图二 国际象棋

在国际象棋棋盘(图 2)上,有这种横平竖直的格子,描述格子和格子之间的距离可以直接用曼哈顿距离。如 A1 格子到 C4 格子的曼哈顿距离计算如下:

今日霍州(www.jrhz.info)©️

两个格子之间的曼哈顿距离为 5。

之所以曼哈顿距离又被称为出租车距离是因为在像纽约曼哈顿区这样的地区有很多由横平竖直的街道所切成的街区(Block),出租车司机计算从一个位置到另一个位置的距离,通常直接用街区的两个坐标分别相减,再相加,这个结果就是他即将开车通过的街区数量,而完全没有必要用欧氏距离来求解——算起来超级麻烦还没有意义,毕竟谁也没办法从欧氏距离的直线上飞过去。如图 3 所示,假设一辆出租车要从上面的圆圈位置走到下面的圆圈位置,无论是左边的线路,还是右边的线路,都要经过 11 个街区,而这个 11 就是曼哈顿距离。

从曼哈顿距离的定义就能看出,曼哈顿距离的创立,与其说有很大的学术意义不如说更多的是应用意义。这也是本书一直想说的一点,数学就在我们身边,它是我们的工具,能帮我们解决问题而不是带来麻烦。

今日霍州(www.jrhz.info)©️

图 3 曼哈顿距离的应用

上面的公式只给了二维空间上的曼哈顿距离公式,三维、四维或者更多维度的计算原理是一样

特别声明:[【蓝因子教育】曼哈顿距离算法] 该文观点仅代表作者本人,今日霍州系信息发布平台,霍州网仅提供信息存储空间服务。

猜你喜欢

『汤唯』在《色戒》中的牺牲,远不止那几个镜头,『金星』都为她鸣不平(『汤唯』在《色戒》后的职业发展如何?)

那时,没人能预见到这个名叫『汤唯』的女孩,会与华语电影史上最具争议的角色联系在一起,整整十六年。甚至有一次,她为了完成一场哭戏,从清晨哭到黄昏,眼泪几乎让她脱水,第二天醒来,眼睛肿得几乎睁不开,却依旧出现在片场…

『汤唯』在《<strong>色戒</strong>》中的牺牲,远不止那几个镜头,『金星』都为她鸣不平(『汤唯』在《<strong>色戒</strong>》后的职业发展如何?)

王祖蓝踮脚报162.5cm,『周深』被当众“测身高”却笑弯腰,这俩太会玩了(王祖蓝脚伤)

现在的综艺,不再是弄成所有人都完美的样子,在TVB《一周星星》里,王祖蓝眯着眼问『周深』我们是不是一样高,这时候就突然发现,观众的爽点已经变了,我们不再想要那种一点破绽都没有的高情商回应,而是想看『明星』️被戳中小秘密…

王祖蓝踮脚报162.5cm,『周深』被当众“测身高”却笑弯腰,这俩太会玩了(王祖蓝脚伤)

队长Fog比伯世界巡演PT限定蓝牛,如何做到现货随意对比?2026潮流『穿搭』新选择?(block b队长)

队长Fog比伯巡演PT限定蓝牛作为今年炙手可热的潮流单品,以其独特的设计与精湛工艺深受潮流达人的喜爱。但如何正确选购才能避免踩雷呢?本文详细剖析这款限定蓝牛的材质特点、版型剪裁以及搭配方案,助您轻松做出最佳决策。不论您是想入手收藏还是日常穿

队长Fog比伯世界巡演PT限定蓝牛,如何做到现货随意对比?2026潮流『穿搭』新选择?(block b队长)

王石再一次证明,娶妻要娶年轻的,即使你老了,她还美得心旷神怡(王石删掉的发文)

看着是个慈父,可转头想想他大女儿,又觉得不是滋味。时代变了,他那一套玩不转了。娶个年轻太太,曾经是风光,现在看,更像是在失去一切掌控后,抓住的一根浮木,至少那代表着一种鲜活的可能性。 一个曾经翻云覆雨的人,到…

王石再一次证明,娶妻要娶年轻的,即使你老了,她还美得心旷神怡(王石删掉的发文)

大S逝世一周年,具俊晔设计的纪念雕像揭幕!(大s宣布)

当我开车前往金宝山时,对你的思念仍让我泪流不止……对不起,我展现了如此脆弱的一面……但这是我最后能抚慰我对你思念的方式,希望你能够理解。每一行字都充满了无尽的感伤与牵挂,而这份思念,也通过那座雕像,在金宝山墓…

大S逝世一周年,具俊晔设计的纪念雕像揭幕!(大s宣布)