如何用python计算n个坐标之间的距离？

Question

我正在做一个 python 在项目中，我从一个函数中获取坐标值。x, y 在...中 dict 像下面这样。

centroid_dict = {0: (333, 125), 1: (288, 52), 2: (351, 41)}

其中 0, 1, 2 是 objectId 和 (333, 125), (288, 52), (351, 41) 是他们 (x, y) 我需要计算每个坐标之间的距离。 我需要计算每个坐标之间的距离，这意味着。

0 - 1 -> ((333, 125) - (288, 52))

0 - 2 -> ((333, 125) - (351, 41))

1 - 0 -> ((288, 52) - (333, 125))

1 - 2 -> ((288, 52) - (351, 41))

2 - 0 -> ((351, 41) - (333, 125))

2 - 1 -> ((351, 41) - (288, 52))

要计算距离，我可以用..:

def calculateDistance(x1, y1, x2, y2):
    dist = math.sqrt((x2 - x1) ** 2 + (y2 - y1) ** 2)
    return dist

但我想不出有什么逻辑可以计算出各点之间的距离，因为将来dict的长度可能会增加。到目前为止，它是 3 但它可以 10. 谁能帮我给一些想法。谅谅

Answer 1

你可以使用itertools中的组合来组成一个新的字典，以每一对对象作为key。

from itertools import combinations:
distances = dict()
for (id1,p1),(id2,p2) in combinations(centroid_dict.items(),2):
    dx,dy = p1[0]-p2[0], p1[1]-p2[1]
    distances[id1,id2] = distances[id2,id1] = math.sqrt(dx*dx+dy*dy)

这种方法的缺点是，它将系统地计算所有的距离，而你的程序可能不需要访问所有这些值。 一个更有效的方法是使用字典作为距离的缓存，并使用一个函数 "按需 "获取它们。

distanceCache = dict()
def getDist(id1,id2):
    if id1 > id2: return getDist(id2,id1) # only store each pair once
    if (id1,id1) in distanceCache: return distanceCache[id1,id2]
    x1,y1 = centroid_dict[id1]
    x2,y2 = centroid_dict[id2]
    dx,dy = x1-x2,y1-y2 
    return distanceCache.setDefault((id1,id2),math.sqrt(dx*dx+dy*dy))

这将允许你在对象位置改变时简单地清除缓存，而不会产生O(n^2)时间的即时延迟。

注意，你也可以使用点（位置）本身作为缓存的键，也可以使用LRU缓存（来自functools）。

from functools import lru_cache
import math

@lru_cache(1024)
def getDist(p1,p2):
    dx,dy = p1[0]-p2[0],p1[1]-p2[1]
    return math.sqrt(dx*dx+dy*dy)

def getObjectDist(id1,id2):
    return getDist(centroid_dict[id1],centroid_dict[id2])

Answer 2

借力打力 此处它是 k d树状图问题

找出四个二维坐标之间的欧几里得距离。

from scipy.spatial import distance
coords = [(35.0456, -85.2672),
          (35.1174, -89.9711),
          (35.9728, -83.9422),
          (36.1667, -86.7833)]
distance.cdist(coords, coords, 'euclidean')

array([[ 0.    ,  4.7044,  1.6172,  1.8856],
   [ 4.7044,  0.    ,  6.0893,  3.3561],
   [ 1.6172,  6.0893,  0.    ,  2.8477],
   [ 1.8856,  3.3561,  2.8477,  0.    ]])

Answer 3

你可以这样做 不需要导入。

def dist(key1,key2):
    return calculateDistance(*centroid_dict[key1],*centroid_dict[key2])

all_dist = []
for key1 in centroid_dict:
    all_dist.extend([dist(key1,key2) for key2 in centroid_dict if not key1==key2])