LeetCode 11 Container With Most Water

題目要求

Given n non-negative integers a1, a2, ..., an, where each represents a point at coordinate (i, ai). n vertical lines are drawn such that the two endpoints of line i is at (i, ai) and (i, 0). Find two lines, which together with x-axis forms a container, such that the container contains the most water.
??題目翻譯:給定n個非負整數(shù)澳淑,每一個代表一個坐標點如 ai 代表坐標點 (i, ai)煌寇,對每一個點做垂直于x軸的線段墨林,端點分別是(i, 0)和(i, ai)。現(xiàn)在约巷,找出兩條線段,它們和x軸組成的容器能盛下最多的水。
??簡而言之:根據(jù)木桶效應(yīng)(容量取決于底面積乘以最短板的高度)毅厚,兩條線段較小的一條的高度,乘以它們之間在x軸方向上的距離浦箱,即是容量吸耿。找出最大容量。

題目分析

用兩個for循環(huán)實現(xiàn)的O(n^2)算法超時酷窥⊙拾玻苦想不出優(yōu)化解,參考LeetCode討論區(qū)給出的O(n)算法蓬推,以下是該算法的證明和實現(xiàn)妆棒。
??為了提高效率。我們需要在遍歷的過程中剪去無用的情況同時100%保證最大的值能在我們余下的情況中獲取到沸伏。
??在這個問題中糕珊,我們初始化一左一右兩個游標分別為數(shù)組的端點。每一次向數(shù)組的中間移動值較小的游標一步毅糟,直到兩個游標相遇放接。這個過程中,最大容量100%會被掃描過并獲取,以下是證明:
??1留特、給定a1,a2,a3.....an作為輸入纠脾,假設(shè)a10 和 a20是最大容量的情況。我們需要證明左游標會到達a10蜕青,并且在這期間苟蹈,右游標可以到達a20,因此核心問題變成:當左游標在a10且右游標在a21時右核,下一步的移動是右游標指向a20慧脱。
??2、因為我們總是移動帶有較小值的游標贺喝,如果a10>a21菱鸥,我們會移動把右游標從a21移動到a20。假設(shè)a21>a10躏鱼,則height[a10] x (20-10) < height[a10] x (21-10)氮采,與1中假設(shè)a10和a20是最大容量不符,因此一定有a10>a21染苛。
??3鹊漠、綜上所述:左游標會到達a10,并且在這期間,右游標可以到達a20躯概,由此證明登钥,該算法100%能獲取到最大值。

代碼實現(xiàn)

package com.linsiyue;

public class Solution {
    public int maxArea(int[] height) {
        int left = 0, right = height.length - 1;
        int maxArea = 0;
        
        while (left < right) {
            maxArea = Math.max(maxArea, 
                    Math.min(height[left], height[right]) * (right - left));
            if (height[left] < height[right])
                left++;
            else
                right--;
        }
        
        return maxArea;
    }
}

心得總結(jié)

對于最優(yōu)解搜索問題娶靡,直接的思路是分析如何求得最優(yōu)解牧牢,但是有時候思路沒那么好找;我們可以試著通過假設(shè)去固定最優(yōu)解(如本題中假設(shè)a10 和 a20是最大區(qū)域)姿锭,通過分析最優(yōu)解具備的性質(zhì)(a10>a21)结执,找到并實現(xiàn)這些性質(zhì)就找到了最優(yōu)解,這是反向求解法艾凯。

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