LeetCode——11. Container With Most Water
一.题目链接:https://leetcode.com/problems/container-with-most-water/
二.题目大意:
给定n个非负整数a1,a2....an;其中每一个整数对应着一条垂直的线段,即(i,ai)到(i,0)这个线段。其中这n个线段中,任意两个线段与x轴就构成了一个容器;要你找出体积最大的容器出来,并返回它的体积值。
三.题解:
这道题目最容易想到的就是暴力法,从n个线段中任取两个来组成容器进行判断。
方法1:
暴力法,代码如下:
class Solution {
public:
int maxArea(vector<int>& height) {
int s = height.size();
int max_container = 0;
for(int i = 0 ; i < s; i++)
{
for(int j = i + 1; j < s; j++)
{
int temp = height[i] > height[j]?height[j]:height[i];
int temp_container = temp * (j - i);
if(temp_container > max_container)
max_container = temp_container;
}
}
return max_container;
}
};
该算法的时间复杂度为O(n2),空间复杂度为O(1),但是,最终结果会超时!
方法2:
仔细想想整个过程,我们会发现:对于两个长度不同的线段构成的容器,容器的体积取决于较短的那个线段。所以,我们可以利用这么一种方法:定义两个指针(L指针和R指针),分别指向数组的头部和尾部,然后每次比较L和R指向的线段长度大小,如果L指针指向的线段长度小的话,L指针向右移动;如果R指针指向的线段长度小的话,R指针向左移动。然后每次计算容器的体积,选择最大的那个作为最终结果。(至于方法为什么可行,在后面解释)代码如下:
class Solution {
public:
int maxArea(vector<int>& height) {
int c_len = height.size();
int max_container = 0;
int l_index = 0, r_index = c_len - 1;
while(l_index < r_index)
{
int temp = (r_index - l_index) * min(height[l_index],height[r_index]);
max_container = max_container>temp?max_container:temp;
if(height[l_index] < height[r_index])
l_index++;
else
r_index--;
}
return max_container;
}
};
该算法的时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)。下面详细解释一下这种方法:
1.首先,要了解到的一点是此处的容器相当于一个两边不相同的长方形,而不是一个圆柱,所以它的体积计算公式是:底 x 高。而不是π x R2 x h 。
2.由于容器的体积是由较小的那个线段决定,假设L指针指向元素A,R指针指向元素B,如果A<B的话;那么,对于B左边所有的边(A除外),它们与A构成的容器体积一定小于A与B构成的容器体积。
证:假设A与B构成的容器的底为L1、容器的高为H1,A与B左边其他线段构成的容器的底为Li、高为Hi,则Li < L1一定成立,H1≥Hi也是一定成立的(因为体积取决于较小的线段,如果Hi > H1,则Hi = H1;否则Hi不变)所以Li x Hi一定小于L1 x H1。
所以当A<B的话,L指针向左移动,而不是R指针向右移动。这样就相当于,A不用再与B左边其他的线段配对了(相比暴力而言省去了很多没用的比较),这样的话每次判断哪个线段小,就移动相应的指针。
3.但是,如果A==B的话该怎么办?
实际上,当A==B的话,这种情况是不需要特别考虑的。即此时L指针向右移动也行,R指针向左移动也可以。为什么呢?因为此时的A和B都可以看作是较小的那个线段,根据第1步,L和R谁移动都是合理的。并且无论是L指针向右移动还是R指针向左移动,它们都遍历了A、B之间所有的线段,所以这两种移动情况结果是一样的。
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