134. 加油站(贪心算法)
在一條環(huán)路上有 N 個(gè)加油站,其中第 i 個(gè)加油站有汽油 gas[i] 升。
你有一輛油箱容量無(wú)限的的汽車,從第 i 個(gè)加油站開往第 i+1 個(gè)加油站需要消耗汽油 cost[i] 升。你從其中的一個(gè)加油站出發(fā),開始時(shí)油箱為空。
如果你可以繞環(huán)路行駛一周,則返回出發(fā)時(shí)加油站的編號(hào),否則返回 -1。
說(shuō)明:
如果題目有解,該答案即為唯一答案。
輸入數(shù)組均為非空數(shù)組,且長(zhǎng)度相同。
輸入數(shù)組中的元素均為非負(fù)數(shù)。
示例 1:
輸入:
gas = [1,2,3,4,5]
cost = [3,4,5,1,2]
輸出: 3
解釋:
從 3 號(hào)加油站(索引為 3 處)出發(fā),可獲得 4 升汽油。此時(shí)油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
開往 4 號(hào)加油站,此時(shí)油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油
開往 0 號(hào)加油站,此時(shí)油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油
開往 1 號(hào)加油站,此時(shí)油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油
開往 2 號(hào)加油站,此時(shí)油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油
開往 3 號(hào)加油站,你需要消耗 5 升汽油,正好足夠你返回到 3 號(hào)加油站。
因此,3 可為起始索引。
示例 2:
輸入:
gas = [2,3,4]
cost = [3,4,3]
輸出: -1
解釋:
你不能從 0 號(hào)或 1 號(hào)加油站出發(fā),因?yàn)闆]有足夠的汽油可以讓你行駛到下一個(gè)加油站。
我們從 2 號(hào)加油站出發(fā),可以獲得 4 升汽油。 此時(shí)油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
開往 0 號(hào)加油站,此時(shí)油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油
開往 1 號(hào)加油站,此時(shí)油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油
你無(wú)法返回 2 號(hào)加油站,因?yàn)榉党绦枰?4 升汽油,但是你的油箱只有 3 升汽油。
因此,無(wú)論怎樣,你都不可能繞環(huán)路行駛一周。
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這道題首先可以想到用暴力解法來(lái)做,遍歷每一個(gè)加油站為起點(diǎn)的情況,時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2);
這里主要說(shuō)貪心算法如何解決
貪心算法找的是局部最優(yōu)從而達(dá)到整體最優(yōu),所以我們先看如何找局部最優(yōu)解,
假設(shè)加油站剩余油量rest[i] = gas[i] - cost[i]
那么 i 從0開始累加rest[i],和記為cur,一旦cur小于零,說(shuō)明[0, i]區(qū)間都不能作為起始位置,起始位置從i+1算起,再?gòu)?計(jì)算cur
如果從 i + 1 開始后面還有cur小于零的情況繼續(xù)從下一個(gè)位置開始,并清空cur
直到最后遍歷結(jié)束,這里的 i + 1 即為起始位置,在遍歷過(guò)程可以用一個(gè)start變量記錄;
但是如果gas的總和小于cost總和,那么無(wú)論從哪里出發(fā),一定是跑不了一圈的,那么返回 -1;
這里的局部最優(yōu)就是
當(dāng)前累加rest[i]的和cur一旦小于0,起始位置 start 至少要是 i+1,因?yàn)閺膇開始一定不行
全局最優(yōu)為
可以跑一圈的起始位置
代碼如下:
class Solution { public:int canCompleteCircuit(vector<int>& gas, vector<int>& cost) {int cur = 0, total = 0, start = 0;for (int i = 0; i < gas.size(); ++i) {cur += gas[i] - cost[i];total += gas[i] - cost[i];if (cur < 0) {start = i + 1;cur = 0;}}return total < 0 ? -1 : start;} };時(shí)間復(fù)雜度O(n) ,空間復(fù)雜度O(1)
記住,貪心算法沒有固定模板,需要想局部最優(yōu)和全局最優(yōu)之間的關(guān)系,這種題目只能多練找感覺;
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的134. 加油站(贪心算法)的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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