矩形以列表 [x1, y1, x2, y2] 的形式表示,其中 (x1, y1) 为左下角的坐标,(x2, y2)
是右上角的坐标。矩形的上下边平行于 x 轴,左右边平行于 y 轴。如果相交的面积为正 ,则称两矩形重叠。需要明确的是,只在角或边接触的两个矩形不构成重叠。
给出两个矩形 rec1 和 rec2 。如果它们重叠,返回 true;否则,返回 false 。
方法一:反向思维
思路:我们尝试分析在什么情况下,矩形 rec1 和 rec2 没有重叠。
矩形 rec1 完全在矩形 rec2 的左侧/右侧/上侧/下侧时;
算法
具体地,我们用 (rec[0], rec[1]) 表示矩形的左下角,(rec[2], rec[3]) 表示矩形的右上角。对于「左侧」,即矩形 rec1 在 x 轴上的最大值不能大于矩形 rec2 在 x 轴上最小值。对于「右侧」、「上方」以及「下方」同理。因此我们可以翻译成如下的代码:
左侧:rec1[2] <= rec2[0];
右侧:rec1[0] >= rec2[2];
上方:rec1[1] >= rec2[3];
下方:rec1[3] <= rec2[1]。
var isRectangleOverlap = function(rec1, rec2) {
//验证不构成矩形的情况
if(rec1[0] >= rec1[2] || rec1[1] >= rec1[3] ||
rec2[0] >= rec2[2] || rec2[1] >= rec2[3]){
return false;
}
return !(rec1[2] <= rec2[0] ||
rec1[1] >= rec2[3] ||
rec1[0] >= rec2[2] ||
rec1[3] <= rec2[1]);
};
因为在leetcode测试用例中出现了[-1,0,1,1]和[0,-1,0,1],所以验证了不构成矩形的情况。
但是leetcode题目描述里提示的范围为:
rec1[0] <= rec1[2] 且 rec1[1] <= rec1[3]
rec2[0] <= rec2[2] 且 rec2[1]<= rec2[3]
此处存疑。
方法二:检查区域
思路:如果两个矩形重叠,那么它们重叠的区域一定也是一个矩形,那么这代表了两个矩形与 x轴平行的边(水平边)投影到 x 轴上时会有交集,与 y 轴平行的边(竖直边)投影到 y 轴上时也会有交集。因此,我们可以将问题看作一维线段是否有交集的问题。
算法:矩形 rec1 和 rec2 的水平边投影到 x 轴上的线段分别为 (rec1[0], rec1[2]) 和 (rec2[0], rec2[2])。根据数学知识我们可以知道,当 min(rec1[2], rec2[2]) > max(rec1[0], rec2[0]) 时,这两条线段有交集。对于矩形 rec1 和 rec2 的竖直边投影到 y 轴上的线段,同理可以得到,当 min(rec1[3], rec2[3]) > max(rec1[1], rec2[1]) 时,这两条线段有交集。
var isRectangleOverlap = function(rec1, rec2) {
return (Math.min(rec1[2], rec2[2]) > Math.max(rec1[0], rec2[0]) &&
Math.min(rec1[3], rec2[3]) > Math.max(rec1[1], rec2[1]));
};
两种方法的复杂度一样,均为:
时间复杂度:O(1)。
空间复杂度:O(1),不需要额外的空间。