Leetcode134.加油站

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题目

在一条环路上有 N 个加油站,其中第 i 个加油站有汽油 gas[i] 升。

你有一辆油箱容量无限的的汽车,从第 i 个加油站开往第 i+1 个加油站需要消耗汽油 cost[i] 升。你从其中的一个加油站出发,开始时油箱为空。

如果你可以绕环路行驶一周,则返回出发时加油站的编号,否则返回 -1。

说明:

  • 如果题目有解,该答案即为唯一答案。
  • 输入数组均为非空数组,且长度相同。
  • 输入数组中的元素均为非负数。

示例 1: 输入:

  • gas = [1,2,3,4,5]
  • cost = [3,4,5,1,2]

输出: 3 解释:

  • 从 3 号加油站(索引为 3 处)出发,可获得 4 升汽油。此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
  • 开往 4 号加油站,此时油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油
  • 开往 0 号加油站,此时油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油
  • 开往 1 号加油站,此时油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油
  • 开往 2 号加油站,此时油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油
  • 开往 3 号加油站,你需要消耗 5 升汽油,正好足够你返回到 3 号加油站。
  • 因此,3 可为起始索引。

示例 2: 输入:

  • gas = [2,3,4]
  • cost = [3,4,3]
  • 输出: -1
  • 解释: 你不能从 0 号或 1 号加油站出发,因为没有足够的汽油可以让你行驶到下一个加油站。我们从 2 号加油站出发,可以获得 4 升汽油。 此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油。开往 0 号加油站,此时油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油。开往 1 号加油站,此时油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油。你无法返回 2 号加油站,因为返程需要消耗 4 升汽油,但是你的油箱只有 3 升汽油。因此,无论怎样,你都不可能绕环路行驶一周

解法

选择出发点,累加计算每一站得到的汽油量和消耗的汽油量,一旦有

sumOfCost > sumOfGas,就需要遍历下一个起始节点,但是这里需要用到贪心算法,否则会超出时间限制。

假设有两个站点x和y,如果x到不了y+1(但能到y),那么从x到y的任一点出发都不可能到达y+1。原因如下:

设x、y之间一点为a,从x出发到y积累的油一定比从a出发到y积累的油多,因为从x出发到a积累的油一定是非负的,设remain表示积累的油,即remain(x -> y) = remain(x -> a) + remain(a -> y),因为都能到达,三项都是非负的,必然有remain(x -> y) >= remain(a -> y),因此a点必然到不了y+1,所以在以下的代码中,不能是i += 1,而是i += count + 1,直接跳过中间count个节点。

class Solution {
    public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {
        int n = gas.length;
        int i = 0;
        while (i < n) {
            int sumOfGas = 0, sumOfCost = 0;
            int count = 0;
            while (count < n) {
                int index = (i + count) % n;
                sumOfGas += gas[index];
                sumOfCost += cost[index];
                if (sumOfCost > sumOfGas) {
                    break;
                }
                count++;
            }
            if (count == n) {
                return i;
            } else {
                // 贪心算法
                i += count + 1;
            }
        }
        return -1;
    }
}