11. 盛最多水的容器-双指针法

冷不防 2023-02-08 12:49 108阅读 0赞

思路简单,代码清晰。

题目

链接:https://leetcode-cn.com/problems/container-with-most-water

给你 n 个非负整数 a1,a2,…,an,每个数代表坐标中的一个点 (i, ai) 。在坐标内画 n 条垂直线,垂直线 i 的两个端点分别为 (i, ai) 和 (i, 0) 。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。

说明:你不能倾斜容器。

示例 1:
在这里插入图片描述

  1. 输入:[1,8,6,2,5,4,8,3,7]
  2. 输出:49
  3. 解释:图中垂直线代表输入数组 [1,8,6,2,5,4,8,3,7]。
  4. 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:

  1. 输入:height = [1,1]
  2. 输出:1

示例 3:

  1. 输入:height = [4,3,2,1,4]
  2. 输出:16

示例 4:

  1. 输入:height = [1,2,1]
  2. 输出:2

提示:

n == height.length
2 <= n <= 10^5
0 <= height[i] <= 10^4

题目分析

这道题,把数组元素看成容器的木板,下标之差看成容器的长度。

容器的盛水量 = 短板的高度 * 下标之差

最简单的粗暴的解法是双重循环:

  1. 外层循环,下标 i 固定左边的木板 height[i]
  2. 内层循环移动 j ,得到右边的木板 height[j]
  3. 盛水的高度取决于较短的木板,因此取 height 较小值 ,乘以下标之差 (j - i)
  4. 比较得数和之前算的结果,取较大值。最后就得到结果

    class Solution {

    1. public int maxArea(int[] height) {
    2. int ans = 0;
    3. for (int i = 0; i < height.length ; i++) {
  1. for (int j = height.length - 1; j > i; j--) {
  2. int v = Math.min(height[i],height[j]) * (j-i); // 当前的盛水量
  3. ans = Math.max(ans , v); // 取较大的盛水量
  4. }
  5. }
  6. return ans;
  7. }
  8. }

双指针优化

对刚才的解法进行优化,优化的思路必定是减少一轮循环。
像这类面试热门题目,一般有一眼想到的解法,以及经过优化后最终 O(n) 的解法。
毕竟,面试官才不会选一道没有技巧的题目。

暴力法的缺点是对于一轮循环,仅移动一个方向的木板。而双指针能做到一轮循环中,移动两个方向的木板。移动 height 较小的指针。

我举个例子理解双指针的思路,我以题目的例1来说明:

  1. height[0] 是最短的木板,值为1
  2. 上面的暴力法,是从右往左,移动右边的模板。右边的模板从下标8,向左移动。
  3. 第一次计算得 height[0] * (8 - 0) = 8 ,它是外层循环为 height[0] 的最大值;继续移动右边的 j,向左移动到 7 ,height[0] * (7 - 0) = 7,可以预见,只会越算越小。
  4. 此时没必要移动右标的下标,而是移动左边下标,使 i 移动到 1 的位置。由于 height[1] 比 height[8] 大, 取 height[8] 作为高度, 计算 height[8] * (8 - 1) = 49。

归纳一下,刚才当 i = 0 时,无论我们怎么移动右指针,得到的容器的容量都小于移动前容器的容量,于是移动左指针 。于是,双指针的解法就是,每次移动 height 较小的下标。

  1. class Solution {
  2. public int maxArea(int[] height) {
  3. int i = 0;
  4. int j = height.length - 1;
  5. int ans = 0;
  6. while (i < j) {
  7. int result = Math.min(height[i], height[j]) * (j - i);
  8. ans = Math.max(ans, result);
  9. if (height[i] < height[j]) {
  10. i++;
  11. } else {
  12. j--;
  13. }
  14. }
  15. return ans;
  16. }
  17. }

在这里插入图片描述
推荐看看 LeetCode 对这道题的官方题解
本篇完

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