11. 盛最多水的容器

题目描述:

给你 n n n 个非负整数 a 1 a_1 a1 a 2 a_2 a2,…, a n a_n an,每个数代表坐标中的一个点 ( i i i, a i a_i ai) 。在坐标内画 n n n 条垂直线,垂直线 i i i 的两个端点分别为 ( i i i, a i a_i ai) 和 ( i i i, 0)。找出其中的两条线,使得它们与 x x 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。
在这里插入图片描述
示例:

输入:[1,8,6,2,5,4,8,3,7]
输出:49

解题思路1: (超出时间限制)

根据博客42. 接雨水中的思路2 ,可以逐一遍历,容水的大小取决于最低的线条


代码1:

class Solution(object):
    def maxArea(self, height):
        size = len(height)
        ls = []
        for i in range(size-1):            
            for j in range(i, size):
                ans = 0
                min_height = min(height[i], height[j])
                ans += (j-i)*min_height
                ls.append(ans)
        return max(ls)

解题思路2:

来源于:LeetCode-Solution

容纳的水量 = 两个指针指向的数字中较小值 ∗ 指针之间的距离 ,如果我们移动数字较大的那个指针,那么前者不会增加,后者会随着减小,因此容纳的水量不会增加

示例为:(动态图)

[1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
 ^                       ^

我们将左指针向右移动:

[1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
    ^                    ^

此时可以容纳的水量为 m i n ( 8 , 7 ) ∗ 7 = 49 min(8,7)∗7=49 min(8,7)7=49。由于右指针对应的数字较小,我们移动右指针:

[1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
    ^                 ^

此时可以容纳的水量为 m i n ( 8 , 3 ) ∗ 6 = 18 min(8,3)∗6=18 min(8,3)6=18。由于右指针对应的数字较小,我们移动右指针:

[1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
    ^              ^

此时可以容纳的水量为 m i n ( 8 , 8 ) ∗ 5 = 40 min(8,8)∗5=40 min(8,8)5=40。两指针对应的数字相同,我们可以任意移动一个,例如左指针:

[1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
       ^           ^

此时可以容纳的水量为 m i n ( 6 , 8 ) ∗ 4 = 24 min(6,8)∗4=24 min(6,8)4=24。由于左指针对应的数字较小,我们移动左指针,并且可以发现,在这之后左指针对应的数字总是较小,因此我们会一直移动左指针,直到两个指针重合。在这期间,对应的可以容纳的水量为: m i n ( 2 , 8 ) ∗ 3 = 6 min(2,8)∗3=6 min(2,8)3=6 m i n ( 5 , 8 ) ∗ 2 = 10 min(5,8)∗2=10 min(5,8)2=10 m i n ( 4 , 8 ) ∗ 1 = 4 min(4,8)∗1=4 min(4,8)1=4

在我们移动指针的过程中,计算到的最多可以容纳的数量为 49,即为最终的答案。


代码2:

class Solution(object):
    def maxArea(self, height):
        left, right = 0, len(height)-1
        ans = 0
        while left < right:
            area = min(height[left], height[right]) * (right - left)
            ans = max(ans, area) 
            if height[left] >= height[right]:
                right -= 1
            else:
                left += 1 
        return ans

题目来源:

https://leetcode-cn.com/problems/container-with-most-water/

题目中的"最多容器"实际上是一个著名的问题,也被称为"最多容器"问题。该问题可以用贪心算法来解决。 首先,我们定义一个指针对数组进行遍历。初始时,左指针指向数组的第一个元素,右指针指向数组的最后一个元素。我们计算当前指针所指向的两个元素构成的容器的面积。容器的面积是由两个因素决定的,即两个指针之间的距离和指针所指向的较小的元素的高度。我们将这个面积记录下来,并与之前的最大面积进行比较,保留最大的面积值。 接下来,我们要决定移动哪个指针。我们移动指针的原则是,每次移动指向较小元素的指针,这样才有可能找到更高的柱子,进而获得更大的面积。假设当前左指针指向的元素较小,那么我们将左指针向右移动一位。否则,如果右指针指向的元素较小,我们将右指针向左移动一位。 重复上述的过程,直到两个指针相遇为止。最后得到的最大面积即为所求。 下面是用Python编写的解法代码: def maxArea(height): left = 0 right = len(height) - 1 maxArea = 0 while left < right: area = min(height[left], height[right]) * (right - left) maxArea = max(maxArea, area) if height[left] < height[right]: left += 1 else: right -= 1 return maxArea 这段代码的时间复杂度是O(n),其中n是数组的长度。因为我们只对整个数组进行了一次遍历。因此,该解法是一个高效解法。
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