365. 水壶问题
- 原题链接:
- 完成情况:
- 解题思路:
- 参考代码:
原题链接:
365. 水壶问题
https://leetcode.cn/problems/water-and-jug-problem/description/
完成情况:
解题思路:
/**
在任意一个时刻,我们可以且仅可以采取以下几种操作:
把 X 壶的水灌进 Y 壶,直至灌满或倒空;
把 Y 壶的水灌进 X 壶,直至灌满或倒空;
把 X 壶灌满;
把 Y 壶灌满;
把 X 壶倒空;
把 Y 壶倒空。
*/
具体如何判断能否撞到那个分量的水,可以参考一下的一个错误代码:
package 西湖算法题解___中等题;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class __365水壶问题__错误思路 {
//AC 15/28
/**
有两个水壶,容量分别为 jug1Capacity 和 jug2Capacity 升。水的供应是无限的。确定是否有可能使用这两个壶准确得到 targetCapacity 升。
*/
public boolean canMeasureWater(int jug1Capacity, int jug2Capacity, int targetCapacity) {
int remind1 =0,remind2 = 0;
if (jug1Capacity>=jug2Capacity){
remind1 = jug1Capacity-jug2Capacity;
if (jug2Capacity>=remind1){
remind2 = jug2Capacity-remind1;
}else {
remind2 = remind1 -jug2Capacity;
}
}else{
remind1 = jug2Capacity-jug1Capacity;
if (jug1Capacity >= remind1){
remind1 = jug1Capacity -remind1;
}else{
remind1 = remind1 - jug2Capacity;
}
}
int nums[] = new int[]{jug1Capacity,jug2Capacity,remind1,remind2};
List<Integer> resultList = new ArrayList<>();
// 进行任意两个数的+或者-运算
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
if (i != j) {
resultList.add(nums[i] + nums[j]);
resultList.add(nums[i] - nums[j]);
}
}
}
for (int num:resultList){
if (num == targetCapacity){
return true;
}
}
return false;
}
}
参考代码:
package 西湖算法题解___中等题;
import java.util.*;
/**
* @author 25678
*/
public class __365水壶问题__用栈去深搜 {
public boolean canMeasureWater(int jug1Capacity, int jug2Capacity, int targetCapacity) {
/**
在任意一个时刻,我们可以且仅可以采取以下几种操作:
把 X 壶的水灌进 Y 壶,直至灌满或倒空;
把 Y 壶的水灌进 X 壶,直至灌满或倒空;
把 X 壶灌满;
把 Y 壶灌满;
把 X 壶倒空;
把 Y 壶倒空。
*/
Deque<int[]> stack = new LinkedList<>();
//所以要用Deque实现栈stack,那么必然是要继承LinkedList;
/*
`Deque`(双端队列)是Java集合框架中的接口,用于表示一个可以在两端进行插入和删除操作的数据结构。`ArrayDeque`和`LinkedList`都实现了`Deque`接口,但它们在内部实现和性能方面有一些不同之处。
1. **内部实现方式**:
- `ArrayDeque`: 内部使用动态数组(循环数组)来存储元素。它通过在数组的两端保留指针来实现双端操作。当数组满时,它会自动进行扩展,以适应更多的元素。由于数组具有连续内存分配,因此在内存访问方面可能更加高效。
- `LinkedList`: 内部使用双向链表来存储元素。每个元素都有指向前一个和后一个元素的引用。这使得在链表中插入和删除元素比较高效,但在随机访问元素时可能会较慢,因为需要遍历链表。
2. **性能差异**:
- `ArrayDeque`: 由于其基于数组的内部实现,`ArrayDeque` 在随机访问和元素存取时可能更快,因为数组支持直接索引。另外,由于数组分配的内存是连续的,它可能在缓存方面也具有一些优势,从而提供更好的性能。
- `LinkedList`: `LinkedList` 在插入和删除元素时比较高效,特别是在列表中间插入或删除元素。然而,由于需要遍历链表来访问元素,随机访问的性能相对较差。
在选择使用哪种实现时,您需要根据您的特定需求权衡优劣。如果您需要频繁进行插入和删除操作,并且不太关心随机访问性能,`LinkedList` 可能更适合。如果您需要高效的随机访问和高性能的双端操作,`ArrayDeque` 可能是更好的选择。
另外,需要注意的是,`ArrayDeque` 在大多数情况下会比 `LinkedList` 具有更好的性能,因为它在实现中更接近内存的布局和硬件缓存行的优化。但是具体的性能表现还会受到其他因素的影响,如具体使用场景、元素数量等。
*/
stack.push(new int[]{0,0});
//1 <= jug1Capacity, jug2Capacity, targetCapacity <= 106
Set<Long> seen = new HashSet<Long>();
while (!stack.isEmpty()){
if (seen.contains(hash_state(stack.peek()))){
stack.pop();
continue;
}
seen.add(hash_state(stack.peek()));
int [] state=stack.pop();
int remain_x = state[0],remain_y = state[1];
if (remain_x == targetCapacity || remain_y == targetCapacity || remain_y +remain_x == targetCapacity){
return true;
}
//每次都对水壶执行如下操作:
// 把 X 壶的水灌进 Y 壶,直至灌满或倒空;
stack.push(new int[]{jug1Capacity,remain_y});
// 把 Y 壶的水灌进 X 壶,直至灌满或倒空;
stack.push(new int[]{remain_x,jug2Capacity});
// 把 X 壶灌满;
stack.push(new int[]{0,remain_y});
// 把 Y 壶灌满;
stack.push(new int[]{remain_x,0});
// 把 X 壶倒空;
stack.push(new int[]{remain_x - Math.min(remain_x,jug2Capacity - remain_y),remain_y + Math.min(remain_x,jug2Capacity - remain_y)});
// 把 Y 壶倒空。
stack.push(new int[]{remain_x + Math.min(remain_y ,jug1Capacity - remain_x),remain_y - Math.min(remain_y,jug1Capacity - remain_x)});
}
return false;
}
private Long hash_state(int[] peek) {
return (long)peek[0]*1000001 + peek[1];
}
}