LeetCode原题链接:盛水最多的容器
下面是题目描述:
给定一个长度为 n 的整数数组 height 。有 n 条垂线,第 i 条线的两个端点是 (i, 0) 和 (i, height[i]) 。
找出其中的两条线,使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。
返回容器可以储存的最大水量。
说明:你不能倾斜容器。
示例1:
输入:[1,8,6,2,5,4,8,3,7]
输出:49
示例1图:
解释:图中垂直线代表输入数组 [1,8,6,2,5,4,8,3,7]。在此情况下,容器能够容纳水(表示为蓝色部分)的最大值为 49。
示例 2:
输入:height = [1,1]
输出:1
提示:
n == height.length
2 <= n <= 105
0 <= height[i] <= 104
1、解题思路:
求解本题当然也可暴力枚举,但本文主要通过这道题进行双指针算法的学习,故这里直接进行双指针算法的讲解。
虽说是双指针,但求解本题更重要的是对其单调性规律的发现和运用:
首先,明确体积的计算为V = w * h
,w
是数组中两个数据的距离,h
是这两数据中较小的一个(木桶效应,也是解出本题的关键);
接下来关键点来了,此时 “固定” 较小的h
,而将h
中较大的向内枚举,也就是让w
减小;那么枚举的过程有且仅有以下两种情况:
(1)w
减小了,新的h
比原来那个较小的h
大,此时据木桶效应,仍以原来那个较小的h为计算体积的h;故此时计算V = w * h
,w减小,h不变,V一定减小;
(2)w
减小了,新的h
比原来那个较小的h
小,此时据木桶效应,以新的较小的h
为计算体积的h
;故此时计算V = w * h
,w减小,h减小,V一定减小;
以上就前面所说的单调性规律,接下来的问题就是如何利用这个规律,通过双指针进行枚举解答
那么这里通过示例1 数组height
[1,8,6,2,5,4,8,3,7] 进行说明:
这里的双指针更具体来说是对撞指针,所以让一个指针指向数组的第一个数据(设指针为front
,下标为0),另一个指针指向最后一个数据(设指针为back
,下标为7)开始枚举
(1)初始时,可得宽度为w = back - front
;h
取较小者,也就是height[front]
;将它们相乘得到一个体积值V1
;根据单调性,下一步若将back向前(向内)移进行枚举,直至第一个数据,算出来的体积一定都小于V1,(w
一直在减小,h
要么不变要么更小),故此时不应让back
向前,而应让front
向后(向内)移动进行枚举。
虽然front
向后宽度也一定是减小的,但h
有可能变大,且变大的幅度远超w减小的幅度而让总体积增大。
此时我们就可以得到两个指针移动的规律了:让高度小的指针向内移动枚举,即若front
对应在数组中的数据大于等于back
在数组中的数据,即height[front] >= height[back]
,就让back--
;反之,则让front++
;
(2)通过上面的分析,下一步是front++
,++后我们计算出第二个体积V2;然后重复上述过程,每一步都能算出一个体积,最后这些体积中最大的即为问题的解。
2、具体代码:
int maxArea(vector<int>& height)
{
int front = 0;
int back = height.size() - 1;
int resArea = 0;
while(front != back)
{
int area = (back - front) * (height[front] < height[back] ? height[front] : height[back]);
if(area > resArea)
{
resArea = area;
}
if(height[front] < height[back])
{
front++;
}
else
{
back--;
}
}
return resArea;
}
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