首先,我们考虑画出平面直角坐标系上所有到原点的 曼哈顿距离11 的点。

通过公式,我们很容易得到方程 x+y=1\left | x\right| +\left | y\right| = 1

将绝对值展开,得到 44一次函数 ,分别是:

y=x+1 (x0,y0)y = x + 1\ (x \geq 0, y \geq 0)

y=x+1 (x0,y0)y = -x + 1\ (x \leq 0, y \geq 0)

y=x1 (x0,y0)y = x - 1\ (x \geq 0, y \leq 0)

y=x1 (x0,y0)y = -x - 1\ (x \leq 0, y \leq 0)

将这 44 个函数画到平面直角坐标系上,得到一个边长为 2\sqrt{2} 的正方形,如下图所示:

Vdq1SA.png

正方形边界上所有的点到原点的 曼哈顿距离 都是 11

同理,我们再考虑画出平面直角坐标系上所有到原点的,切比雪夫距离11 的点。

通过公式,我们知道 max(x,y)=1\max(\left |x\right | ,\left | y\right| )=1

我们将式子展开,也同样可以得到可以得到 44线段,分别是:

y=1 (1x1)y = 1\ (-1\leq x \leq 1)

y=1 (1x1)y = -1\ (-1\leq x \leq 1)

x=1 (1y1)x = 1\ (-1\leq y \leq 1)

x=1 (1y1)x = -1\ (-1\leq y \leq 1)

画到平面直角坐标系上,可以得到一个边长为 22 的正方形,如下图所示:

VdqMJH.png

正方形边界上所有的点到原点的 切比雪夫距离 都是 11

将这两幅图对比,我们会神奇地发现:这 22 个正方形是 相似图形

所以,曼哈顿距离切比雪夫距离 之间会不会有联系呢?

接下来我们简略证明一下:

假设 A(x1,y1),B(x2,y2)A(x_1,y_1),B(x_2,y_2)A,BA,B 两点的 曼哈顿距离 为:

ZncwlV.md.png

我们很容易发现,这就是 (x1+y1,x1y1),(x2+y2,x2y2)(x_1 + y_1,x_1 - y_1), (x_2 + y_2,x_2 - y_2) 两点之间的 切比雪夫距离

所以将每一个点 (x,y)(x,y) 转化为 (x+y,xy)(x + y, x - y),新坐标系下的 切比雪夫距离 即为原坐标系下的 曼哈顿距离

同理,A,BA,B 两点的 切比雪夫距离 为:

VDS5Ed.md.png

而这就是 (x1+y12,x1y12),(x2+y22,x2y22)\left(\frac{x_1 + y_1}{2},\frac{x_1 - y_1}{2}\right),\left (\frac{x_2 + y_2}{2},\frac{x_2 - y_2}{2}\right) 两点之间的 曼哈顿距离

所以将每一个点 (x,y)(x,y) 转化为 (x+y2,xy2)\left(\frac{x + y}{2},\frac{x - y}{2}\right),新坐标系下的 曼哈顿距离 即为原坐标系下的 切比雪夫距离

结论:

将切比雪夫坐标系旋转 4545^\circ,再缩小到原来的一半,即可得到曼哈顿坐标系。

将点 (x,y)(x,y) 的坐标变为 (x+y,xy)(x + y, x - y),原坐标系中的 曼哈顿距离 == 新坐标系中的 切比雪夫距离

将点 (x,y)(x,y) 的坐标变为 (x+y2,xy2)\left( \frac{x + y}{2},\frac{x - y}{2} \right),原坐标系中的 切比雪夫距离 == 新坐标系中的 曼哈顿距离