11. 盛最多水的容器

本文探讨了给定一组垂直线,如何找出其中两条线与x轴构成的容器能容纳最多水的问题。通过对比两种方法——暴力求解和双指针策略,详细分析了算法原理与实现,展示了算法优化的过程。

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题目描述:
给定 n 个非负整数 a1,a2,…,an,每个数代表坐标中的一个点 (i, ai) 。在坐标内画 n 条垂直线,垂直线 i 的两个端点分别为 (i, ai) 和 (i, 0)。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。
**说明:**你不能倾斜容器,且 n 的值至少为 2。

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。``
示例:

输入: [1,8,6,2,5,4,8,3,7]
输出: 49``

解题思路:
问题的答案即求数组下标之差与对应数组元素的值的乘机的最大值,若用两个变量代表数组下标,即i和j,则答案即为 (j - i) * min(f(i),f(j))的最大值。最先想到用一个嵌套循环暴力解决,将所有的面积计算出来取最大值,见如下方法一:

方法一:

    public static int maxArea(int[] height) {
        int maxArea = 0;
        for (int i = 0; i < height.length; i++) {
			for (int j = i+1; j < height.length; j++) {
				//计算面积
				int Area = (j - i) * Math.min(height[i], height[j]);
				//追踪最大面积
				if (Area > maxArea) {
					maxArea = Area;
				}
			}
		}
        return maxArea;
    }

提交结果:
在这里插入图片描述
可以看到双循环非常耗时,这时考虑是否有更快的方法。
再次想到用双指针方法来做。一个前指针front,一个后指针rear,前指针从前向后遍历,后指针从后向前遍历,每次记录下当前的area并且追踪maxArea。
area的大小取决于两指针的距离之差以及两个指针的height值的较小值。
当前指针的height值较小时,则前指针向后移。若不移动height值较小的前指针,而向前移动height值较大的后指针,area只会减小,因为当两指针距离之差相等时,area取决于height值较小的指针。
只有移动height值较小的一端,area才有可能变大,变换height值以弥补两指距离之差的减小。

方法二:


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

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