什麼是曼哈頓距離?
曼哈頓距離又稱為計程車距離(taxicab distance)、城市街區距離(city-block distance)或 L1 距離,用來衡量在只能沿著水平與垂直方向移動時,兩點之間究竟有多遠——就像計程車在曼哈頓棋盤式街道上行駛一樣,無法斜穿過街區。它和直線最短的歐幾里得距離不同,會分別把水平與垂直方向的移動量加總起來,因此永遠不能對角線抄捷徑。
如何使用這個計算器
先輸入第一個點的座標 \(X_1\) 與 \(Y_1\),再輸入第二個點的座標 \(X_2\) 與 \(Y_2\)。計算器會立即算出總曼哈頓距離,同時列出水平與垂直方向的分量,讓你一眼看清結果是怎麼組成的。
公式詳解
曼哈頓距離的定義為 $$d = \left| \text{X}_2 - \text{X}_1 \right| + \left| \text{Y}_2 - \text{Y}_1 \right|$$ 式中的直線符號代表絕對值,會去除正負號,因此方向並不影響結果——不論往左或往右移動,都算成正的水平距離。最後只要把這兩個絕對差值相加即可。
實際範例
假設第一個點為 \((1, 2)\),第二個點為 \((4, 6)\)。水平差為 \(\left| 4 - 1 \right| = 3\),垂直差為 \(\left| 6 - 2 \right| = 4\),兩者相加得到 $$d = 3 + 4 = 7$$ 值得注意的是,相同兩點的歐幾里得距離只有 \(5\),可見棋盤格的限制讓計程車路徑變得更長。
常見問題
曼哈頓距離和歐幾里得距離有什麼不同?歐幾里得距離是「鳥兒直線飛行」的最短路徑;曼哈頓距離則只允許沿著座標軸方向移動,因此它的值一定大於或等於歐幾里得距離。
座標可以是負數或小數嗎?可以。因為公式採用絕對值,所以負數與小數座標都能正常運算。
曼哈頓距離用在哪些地方?它廣泛應用於機器學習(如 k 最近鄰、分群分析)、西洋棋與棋盤格尋路演算法、影像處理,以及街道網格上的物流路線規劃等領域。