【每日一题】:904 水果成篮

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今日的LeetCode每日一题是904. 水果成篮 - 力扣(LeetCode)。虽然看起来很让人迷惑,但是仔细读懂题目后就是一道简单的滑动窗口问题,让我们来看看如何解决!

题目内容:

你正在探访一家农场,农场从左到右种植了一排果树。这些树用一个整数数组 fruits 表示,其中 fruits[i] 是第 i 棵树上的水果 种类 。

你想要尽可能多地收集水果。然而,农场的主人设定了一些严格的规矩,你必须按照要求采摘水果:

  • 你只有两个篮子,并且每个篮子只能装 单一类型 的水果。每个篮子能够装的水果总量没有限制。
  • 你可以选择任意一棵树开始采摘,你必须从每棵树(包括开始采摘的树)上恰好摘一个水果。采摘的水果应当符合篮子中的水果类型。每采摘一次,你将会向右移动到下一棵树,并继续采摘。
  • 一旦你走到某棵树前,但水果不符合篮子的水果类型,那么就必须停止采摘。

问:给你一个整数数组 fruits ,返回你可以收集的水果的最大数目。

样例:

输入: fruits = [1,2,1]
输出: 3
解释: 可以采摘全部 3 棵树。

输入: fruits = [0,1,2,2]
输出: 3
解释: 可以采摘 [1,2,2] 这三棵树。
如果从第一棵树开始采摘,则只能采摘 [0,1] 这两棵树。

方法:

通过分析题意,我们可以知道如下一些信息:

  1. 我们只有两个篮子,两个篮子可以装无限的水果
  2. 每个篮子只能装同一类型的水果。
  3. 采摘水果的只能沿着一个方向向前,并且只能连续采摘
  • 由条件1和条件2可以知道,我们只能选择两个不同的数字作为水果
  • 由条件3可以知道,我们只能连续采摘这两个不同类型的水果

因此如果采摘最大的数量的水果,就是在计算在当前数列中最长连续包含这两个数字的序列,我们可以采用模拟的方式来还原整个采摘过程,即滑动窗口法

在滑动窗口方法中,可以拆解为以下一些步骤:

  1. 如何定义窗口:通过定义双指针leftright的方法,来定义窗口的左边界右边界
  2. 进入滑动窗口内的条件:在该题目中就是滑动窗口内最多包含两个不同的数字,来对应不同的水果
  3. 如何滑动窗口:由于我们通过双指针leftright的方式来定义滑动窗口,
    • 只要窗口的内数据满足进入窗口的条件,right能不断向一个方向移动,将当前指向的元素放入窗口内
    • 只要窗口内的数字不满足进入窗口的条件,则left不断向前移动将当前元素移出窗口,直至满足right指向的元素可以进入窗口
  4. 滑动窗口的大小:对应的就是所能采摘水果的数量,在题目中我们要求出最大的窗口大小,具体的计算方式为right - left + 1

具体代码:

public int totalFruit(int[] fruits) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        
        // 步骤1:定义窗口
        int left = 0;
        int result = 0;
        int right = 0;
        while (right < fruits.length){
            // 步骤3:记录满足窗口条件的一些变量
            map.put(fruits[right], map.getOrDefault(fruits[right], 0) + 1);
            // 当条件不满足时,不断移动left指针直至满足窗口的限定条件(窗口中只有两个不同数字)
            while (map.size() > 2){
                map.put(fruits[left], map.get(fruits[left]) - 1);
                if (map.get(fruits[left]) == 0){
                    map.remove(fruits[left]);
                }
                ++left;   
            }
            // 步骤4 : 计算窗口大小
            result = Math.max(result, right - left + 1);
            // 步骤2:移动窗口
            right++;
        }

        return result;
    }