Leetcode2086. 从房屋收集雨水需要的最少水桶数

文章介绍了如何使用贪心算法和动态规划解决LeetCode题目2086,从房屋收集雨水所需的最少水桶数量。两种方法都涉及遍历字符串,判断何时在房屋两侧放置水桶以最大化利用已有资源。

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题目来源:2086. 从房屋收集雨水需要的最少水桶数

解法1:贪心

我们可以对字符串 hamsters 从左到右进行一次遍历。

每当我们遍历到一个房屋时,我们可以有如下的选择:

  • 如果房屋的两侧已经有水桶,那么我们无需再放置水桶了;

  • 如果房屋的两侧没有水桶,那么我们优先在房屋的「右侧」放置水桶,这是因为我们是从左到右进行遍历的,即当我们遍历到第 i 个位置时,前 i−1 个位置的房屋周围都是有水桶的。因此我们在左侧放置水桶没有任何意义,而在右侧放置水桶可以让之后的房屋使用该水桶。

  • 如果房屋的右侧无法放置水桶(例如是另一栋房屋或者边界),那么我们只能在左侧放置水桶。如果左侧也不能放置,说明无解。

我们可以通过修改字符串来表示水桶的放置,从而实现上述算法。一种无需修改字符串的方法是,每当我们在房屋的右侧放置水桶时,可以直接「跳过」后续的两个位置,因为如果字符串形如 H.H,我们在第一栋房屋的右侧(即两栋房屋的中间)放置水桶后,就无需考虑第二栋房屋;如果字符串形如 H…,后续没有房屋,我们也可以全部跳过。

代码:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=2086 lang=cpp
 *
 * [2086] 从房屋收集雨水需要的最少水桶数
 */

// @lc code=start
class Solution
{
public:
    int minimumBuckets(string hamsters)
    {
        int n = hamsters.size();
        int bucket = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            if (hamsters[i] == 'H')
            {
                if (i + 1 < n && hamsters[i + 1] == '.')
                {
                    bucket++;
                    i += 2;
                }
                else if (i - 1 >= 0 && hamsters[i - 1] == '.')
                    bucket++;
                else
                    return -1;
            }
        }
        return bucket;
    }
};
// @lc code=end

结果:

复杂度分析:

时间复杂度:O(n),其中 n 是字符串 hamsters 的长度。

空间复杂度:O(1)。

解法2:动态规划

设遍历至前 i 个字符满足条件的最小水桶数为 dp[i]。

若 street[i - 1] 为 ‘.’:

  • 不放置水桶。此时有
  • 若前面一个为房屋(street[i - 2] == ‘H’),可放置水桶。此时有

else if street[i - 1] 为 ‘H’:

  • 前方必须放置水桶,则必须满足 street[i - 2] == ‘.’。此时有
  • 上一个条件满足情况下如果水桶前方是房子(street[i - 3] == ‘H’),则这个水桶也可以接到前面房子的水。此时有

所有的状态转移取最小值即可。

代码:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=2086 lang=cpp
 *
 * [2086] 从房屋收集雨水需要的最少水桶数
 */

// @lc code=start

// 贪心

// class Solution
// {
// public:
//     int minimumBuckets(string hamsters)
//     {
//         int n = hamsters.size();
//         int bucket = 0;
//         for (int i = 0; i < n; i++)
//         {
//             if (hamsters[i] == 'H')
//             {
//                 if (i + 1 < n && hamsters[i + 1] == '.')
//                 {
//                     bucket++;
//                     i += 2;
//                 }
//                 else if (i - 1 >= 0 && hamsters[i - 1] == '.')
//                     bucket++;
//                 else
//                     return -1;
//             }
//         }
//         return bucket;
//     }
// };

class Solution
{
private:
#define INF 0x3F3F3F3F
#define MAX_LEN 1e5 + 10

public:
    int minimumBuckets(string street)
    {
        int n = street.size();
        vector<int> dp(MAX_LEN, INF);
        // 初始化
        dp[0] = 0;
        // 状态转移
        for (int i = 1; i <= n; i++)
        {
            if (street[i - 1] == '.')
            {
                dp[i] = dp[i - 1];
                if (i - 2 >= 0 && street[i - 2] == 'H')
                    dp[i] = min(dp[i], dp[i - 2] + 1);
            }
            else if (street[i - 1] == 'H')
            {
                if (i - 2 >= 0 && street[i - 2] == '.')
                {
                    dp[i] = dp[i - 2] + 1;
                    if (i - 3 >= 0 && street[i - 3] == 'H')
                    {
                        dp[i] = min(dp[i], dp[i - 3] + 1);
                    }
                }
            }
        }
        return dp[n] >= INF ? -1 : dp[n];
    }
};
// @lc code=end

结果:

在这里插入图片描述

复杂度分析:

时间复杂度:O(n),其中 n 是字符串 street 的长度。

空间复杂度:O(MAX_LEN)。状态数组开销,MAX_LEN = 1e5 + 10。

### 如何在 VSCode 中安装和配置 LeetCode 插件以及 Node.js 运行环境 #### 安装 LeetCode 插件 在 VSCode 的扩展市场中搜索 `leetcode`,找到官方提供的插件并点击 **Install** 按钮进行安装[^1]。如果已经安装过该插件,则无需重复操作。 #### 下载与安装 Node.js 由于 LeetCode 插件依赖于 Node.js 环境,因此需要下载并安装 Node.js。访问官方网站 https://nodejs.org/en/ 并选择适合当前系统的版本(推荐使用 LTS 版本)。按照向导完成安装流程后,需确认 Node.js 是否成功安装到系统环境中[^2]。 可以通过命令行运行以下代码来验证: ```bash node -v npm -v ``` 上述命令应返回对应的 Node.js 和 npm 的版本号。如果没有正常返回版本信息,则可能未正确配置环境变量。 #### 解决环境路径问题 即使完成了 Node.js 的安装,仍可能出现类似 “LeetCode extension needs Node.js installed in environment path” 或者 “command ‘leetcode.toggleLeetCodeCn’ not found” 的错误提示[^3]。这通常是因为 VSCode 未能识别全局的 Node.js 路径或者本地安装的 nvm 默认版本未被正确加载[^4]。 解决方法如下: 1. 手动指定 Node.js 可执行文件的位置 在 VSCode 设置界面中输入关键词 `leetcode`,定位至选项 **Node Path**,将其值设为实际的 Node.js 安装目录下的 `node.exe` 文件位置。例如:`C:\Program Files\nodejs\node.exe`。 2. 使用 NVM 用户管理工具调整默认版本 如果通过 nvm 工具切换了不同的 Node.js 版本,请确保设置了默认使用的版本号。可通过以下指令实现: ```bash nvm alias default <version> ``` 重新启动 VSCode 后测试功能键是否恢复正常工作状态。 --- #### 配置常用刷题语言 最后一步是在 VSCode 设置面板中的 LeetCode 插件部分定义个人习惯采用的主要编程语言作为默认提交方式之一。这样可以减少频繁修改编码风格的时间成本。 --- ### 总结 综上所述,要在 VSCode 上顺利启用 LeetCode 插件及其关联服务,除了基本插件本身外还需额外准备支持性的后台框架——即 Node.js 应用程序引擎;同时针对特定场景下产生的兼容性障碍采取针对性措施加以修正即可达成目标[^3]。
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