leetcode_963 最小面积矩形 II

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要求

给定在 xy 平面上的一组点,确定由这些点组成的任何矩形的最小面积,其中矩形的边不一定平行于 x 轴和 y 轴。

如果没有任何矩形,就返回 0。

示例 1:

image.png

输入:[[1,2],[2,1],[1,0],[0,1]]
输出:2.00000
解释:最小面积的矩形出现在 [1,2],[2,1],[1,0],[0,1] 处,面积为 2

示例 2:

image.png

输入:[[0,1],[2,1],[1,1],[1,0],[2,0]]
输出:1.00000
解释:最小面积的矩形出现在 [1,0],[1,1],[2,1],[2,0] 处,面积为 1

示例 3:

image.png

输入:[[0,3],[1,2],[3,1],[1,3],[2,1]]
输出:0
解释:没法从这些点中组成任何矩形。

示例 4:

image.png

输入:[[3,1],[1,1],[0,1],[2,1],[3,3],[3,2],[0,2],[2,3]]
输出:2.00000
解释:最小面积的矩形出现在 [2,1],[2,3],[3,3],[3,1] 处,面积为 2

提示:

  • 1 <= points.length <= 50
  • 0 <= points[i][0] <= 40000
  • 0 <= points[i][1] <= 40000
  • 所有的点都是不同的。
  • 与真实值误差不超过 10^-5 的答案将视为正确结果。

核心代码

import itertools
import collections

class Solution:
    def minAreaFreeRect(self, points: List[List[int]]) -> float:
        points = [complex(*z) for z in points]
        seen = collections.defaultdict(list)
        for P,Q in itertools.combinations(points,2):
            center = (P + Q) / 2
            radius = abs(center - P)
            seen[center,radius].append(P)
        res = float("inf")
        for (center,radius),candidates in seen.items():
            for P,Q in itertools.combinations(candidates,2):
                res = min(res,abs(P - Q) * abs(P - (2 * center - Q)))
        return res if res < float("inf") else 0

image.png

解题思路:1.找出所有的矩形 2.逐一计算面积,找出面积最小的矩形。对于步骤1,判断是否为矩形的条件是:其对角线相交的中心点到四个角的距离相等。如下图所示:

image.png

这里有个小技巧,为了对 list 中的点进行向量计算,我们使用 complex() 函数将这些点变为复数形式。complex用法示例如下:

>>> complex(1, 2)
>>> (1 + 2j)

忘了向量运算的,可以稍微复习一下:

向量加法:A(x1, y1) + B (x2, y2) = (x1 + x2, y1 + y2)
向量减法:A(x1, y1) - B (x2, y2) = (x1 - x2, y1 - y2)

自己的理解:我们先得到各个点的向量,然后在通过组合的方式我们,可以得到两个点的中心,和中心到一个点的长度,我们将长度和中心作为键,然后将点作为值,进行存储,让后我们取出具有相同中心和半径的点,进行两两组合,计算出最小的矩形面积。