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力扣每日一题:134.加油站 贪心+暴力双解

力扣每日一题:134.加油站 贪心+暴力双解

作者: 清风Python | 来源:发表于2021-05-16 23:02 被阅读0次

    134.加油站

    https://leetcode-cn.com/problems/gas-station/

    难度:中等

    题目:

    在一条环路上有N个加油站,其中第i个加油站有汽油gas[i]升。

    你有一辆油箱容量无限的的汽车,从第 i 个加油站开往第 i+1个加油站需要消耗汽油cost[i]升。
    你从其中的一个加油站出发,开始时油箱为空。

    如果你可以绕环路行驶一周,则返回出发时加油站的编号,否则返回 -1。

    说明:

    • 如果题目有解,该答案即为唯一答案。
    • 输入数组均为非空数组,且长度相同。
    • 输入数组中的元素均为非负数。

    示例:

    示例1:
    
    输入: 
    gas  = [1,2,3,4,5]
    cost = [3,4,5,1,2]
    
    输出: 3
    
    解释:
    从 3 号加油站(索引为 3 处)出发,可获得 4 升汽油。此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
    开往 4 号加油站,此时油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油
    开往 0 号加油站,此时油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油
    开往 1 号加油站,此时油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油
    开往 2 号加油站,此时油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油
    开往 3 号加油站,你需要消耗 5 升汽油,正好足够你返回到 3 号加油站。
    因此,3 可为起始索引。
    
    示例 2:
    
    输入: 
    gas  = [2,3,4]
    cost = [3,4,3]
    
    输出: -1
    
    解释:
    你不能从 0 号或 1 号加油站出发,因为没有足够的汽油可以让你行驶到下一个加油站。
    我们从 2 号加油站出发,可以获得 4 升汽油。 此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
    开往 0 号加油站,此时油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油
    开往 1 号加油站,此时油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油
    你无法返回 2 号加油站,因为返程需要消耗 4 升汽油,但是你的油箱只有 3 升汽油。
    因此,无论怎样,你都不可能绕环路行驶一周。
    

    分析

    暴力解法:
    初看这道题,暴力解法大家应该都能想到,以每一个点为出发点尝试循环。
    当循环的index大于len(gas)时,我们针对index对len(gas)求余即可始终保持数组下标不越界。
    这种方式的复杂度为O(n**2),虽然这道题通过了,但是还是很有超时风险的。
    贪心算法
    在面试和日常刷题汇总,贪心思维的考点还是比较多的,同样的这道题也可以通过贪心的做法来实现。
    首先我们需要判断如果sum(gas) < sum(cost),那么无论如何选择都没办法满足条件。
    反之,如果sum(gas) >= sum(cost),那么总有一点开始是可以满足条件的。

    此时,我们从gas[0]开始判断,如果gas[0] < cost[0],我们就选择下一个节点。
    但如果我们gas[i] > cost[i] 但 gas[i+1] < cost[i+1]呢?
    此时表示我们刚才遍历过的所有位置,都是没办法满足条件的。
    我们直接将初始值设置为i+2,油箱清零,继续计算即可。这样只需要O(n)的时间复杂度即可完成解题。

    暴力法解题:

    class Solution:
        def canCompleteCircuit(self, gas, cost):
            if sum(gas) < sum(cost):
                return -1
            ln = len(gas)
            for i in range(ln):
                if gas[i] < cost[i]:
                    continue
                total = 0
                for j in range(i, i + ln):
                    j %= ln
                    total += gas[j] - cost[j]
                    if total < 0:
                        break
                else:
                    return i
            return -1
    

    贪心算法解题:

    class Solution:
        def canCompleteCircuit(self, gas, cost):
            if sum(gas) < sum(cost):
                return -1
            total = start = 0
            for i in range(len(gas)):
                total += gas[i] - cost[i]
                if total < 0:
                    total = 0
                    start = i + 1
            return start
    

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