切比雪夫距离
1. 基本定义
切比雪夫距离是度量空间中两个点之间的最大绝对差,适用于多维空间中的距离计算。
- 数学形式:
对于 n 维空间中的点 x=(,
,…,
) 和 y=(
,
,…,
),其切比雪夫距离为:
- 别称:棋盘距离(Chessboard Distance),因在国际象棋中王移动到任意相邻格子的步数均为1。
2. 几何意义
- 二维空间示例:
若两点 (x1,y1) 和 (x2,y2) 的切比雪夫距离为 d,则两点位于以彼此为中心、边长为 2d 的正方形的边界上(如图)。 - 与曼哈顿距离的关系:
切比雪夫距离是曼哈顿距离在旋转45度后的极限情况(L∞ 范数 vs L1 范数)。
3. 核心特性
特性 | 说明 |
---|---|
平移不变性 | 距离不受坐标系平移影响。 |
旋转敏感性 | 对非45度倍数的旋转不保持距离(与欧氏距离不同)。 |
网格适用性 | 适用于棋盘格、像素网格等离散空间(如图像处理、路径规划)。 |
4. 与其他距离度量的对比
距离类型 | 公式(二维) | 适用场景 |
---|---|---|
欧氏距离 | 连续空间中的物理距离(如几何问题)。 | |
曼哈顿距离 | $ | x_1-x_2 |
切比雪夫距离 | $ \max( | x_1-x_2 |
6. 计算示例
- 问题:计算点 A(1,3)和 B(4,7)的切比雪夫距离。
- 解: