leetcode_盛最多水的容器

62 阅读2分钟

给定一个长度为 n 的整数数组 height 。有 n 条垂线,第 i 条线的两个端点是 (i, 0) 和 (i, height[i]) 。

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。

返回容器可以储存的最大水量。

示例 1:

image.png

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

设两指针 ii , jj ,指向的水槽板高度分别为 h[i]h[i] , h[j]h[j] ,此状态下水槽面积为 S(i, j)S(i,j) 。由于可容纳水的高度由两板中的 短板 决定,因此可得如下 面积公式 :

S(i,j)=min(h[i],h[j])×(j−i)

image.png

在每个状态下,无论长板或短板向中间收窄一格,都会导致水槽 底边宽度 -1 变短:

  • 若向内 移动短板 ,水槽的短板 min(h[i], h[j])min(h[i],h[j]) 可能变大,因此下个水槽的面积 可能增大 。
  • 若向内 移动长板 ,水槽的短板 min(h[i], h[j])min(h[i],h[j])​ 不变或变小,因此下个水槽的面积 一定变小 。

因此,初始化双指针分列水槽左右两端,循环每轮将短板向内移动一格,并更新面积最大值,直到两指针相遇时跳出;即可获得最大面积。

算法流程:

  1. 初始化:  双指针 ii , jj 分列水槽左右两端;

  2. 循环收窄:  直至双指针相遇时跳出;

    1. 更新面积最大值 resres ;
    2. 选定两板高度中的短板,向中间收窄一格;
  3. 返回值:  返回面积最大值 resres 即可;

正确性证明:

若暴力枚举,水槽两板围成面积 S(i, j)S(i,j) 的状态总数为 C(n, 2)C(n,2) 。

假设状态 S(i, j)S(i,j) 下 h[i] < h[j]h[i]<h[j] ,在向内移动短板至 S(i + 1, j)S(i+1,j) ,则相当于消去了 {S(i, j - 1), S(i, j - 2), ... , S(i, i + 1)}S(i,j−1),S(i,j−2),...,S(i,i+1) 状态集合。而所有消去状态的面积一定都小于当前面积(即 < S(i, j)<S(i,j)),因为这些状态:

  • 短板高度:相比 S(i, j)相同或更短(即≤h[i] );
  • 底边宽度:相比 S(i, j)更短;

因此,每轮向内移动短板,所有消去的状态都 不会导致面积最大值丢失 ,证毕。

func maxArea2(height []int) int {
   var ret int
   var left = 0
   var right = len(height) - 1

   for {
      if left == right {
         break
      }
      var x, y, area int
      x = right - left
      if height[right] < height[left] {
         y = height[right]
         right--
      } else {
         y = height[left]
         left++
      }
      area = x * y
      if area > ret {
         ret = area
      }
   }
   return ret
}