一、题目
汽车从起点出发驶向目的地,该目的地位于出发位置东面 target
英里处。
沿途有加油站,用数组 stations
表示。其中 stations[i] = [positioni, fueli]
表示第 i
个加油站位于出发位置东面 positioni
英里处,并且有 fueli
升汽油。
假设汽车油箱的容量是无限的,其中最初有 startFuel
升燃料。它每行驶 1 英里就会用掉 1 升汽油。当汽车到达加油站时,它可能停下来加油,将所有汽油从加油站转移到汽车中。
为了到达目的地,汽车所必要的最低加油次数是多少?如果无法到达目的地,则返回 -1
。
注意:如果汽车到达加油站时剩余燃料为 0
,它仍然可以在那里加油。如果汽车到达目的地时剩余燃料为 0
,仍然认为它已经到达目的地。
示例 1:
输入:target = 1, startFuel = 1, stations = [] 输出:0 解释:可以在不加油的情况下到达目的地。
示例 2:
输入:target = 100, startFuel = 1, stations = [[10,100]] 输出:-1 解释:无法抵达目的地,甚至无法到达第一个加油站。
示例 3:
输入:target = 100, startFuel = 10, stations = [[10,60],[20,30],[30,30],[60,40]] 输出:2 解释: 出发时有 10 升燃料。 开车来到距起点 10 英里处的加油站,消耗 10 升燃料。将汽油从 0 升加到 60 升。 然后,从 10 英里处的加油站开到 60 英里处的加油站(消耗 50 升燃料), 并将汽油从 10 升加到 50 升。然后开车抵达目的地。 沿途在两个加油站停靠,所以返回 2 。
二、解题思路
使用贪心算法解决这个问题的思路如下:
-
初始状态:从起点出发,汽车有
startFuel
升燃料。 -
遍历加油站:从起点开始,依次遍历每个加油站,同时维护当前位置和剩余燃料。
-
判断是否需要加油:在到达下一个加油站之前,检查是否能够到达下一个加油站或目的地。如果不能,从已访问过的加油站中选择燃料最多的进行加油,直到能够到达下一个加油站或目的地。
-
更新状态:如果能够到达下一个加油站,将该加油站的燃料量记录下来,并继续前进。
-
最终判断:遍历完所有加油站后,检查是否能够到达目的地。如果能够到达,返回加油次数;如果不能到达,返回 -1。
具体步骤如下:
-
使用一个最大堆(优先队列)来存储已访问过的加油站的燃料量。
-
从起点开始,依次遍历每个加油站,计算到达该加油站所需的燃料。
-
如果当前燃料不足以到达下一个加油站或目的地,从最大堆中取出最大的燃料量进行加油,直到能够到达下一个加油站或目的地。
-
如果能够到达下一个加油站,将该加油站的燃料量加入最大堆,并继续前进。
-
遍历完所有加油站后,检查是否能够到达目的地。
三、代码实现
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;
int minRefuelStops(int target, int startFuel, vector<vector<int>>& stations) {
// 初始化最大堆(优先队列)
priority_queue<int> max_heap;
// 初始化当前位置和加油次数
int current_position = 0;
int refuel_count = 0;
// 添加目的地作为最后一个“加油站”
stations.push_back({target, 0});
for (auto& station : stations) {
int position = station[0];
int fuel = station[1];
// 计算需要行驶的距离
int distance = position - current_position;
// 如果当前燃料不足以到达下一个加油站,进行加油
while (!max_heap.empty() && startFuel < distance) {
startFuel += max_heap.top();
max_heap.pop();
refuel_count++;
}
// 如果仍然无法到达下一个加油站,返回 -1
if (startFuel < distance) {
return -1;
}
// 更新当前位置和剩余燃料
startFuel -= distance;
current_position = position;
// 将加油站的燃料量加入最大堆
max_heap.push(fuel);
}
// 返回加油次数
return refuel_count;
}
int main() {
int target = 100;
int startFuel = 10;
vector<vector<int>> stations = {{10, 60}, {20, 30}, {30, 30}, {60, 40}};
int result = minRefuelStops(target, startFuel, stations);
cout << "Minimum refueling stops: " << result << endl;
return 0;
}