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注:
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 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。
题解:
思路与算法
最容易想到的解法是:从头到尾遍历每个加油站,并检查以该加油站为起点,最终能否行驶一周。我们可以通过减小被检查的加油站数目,来降低总的时间复杂度。
假设我们此前发现,从加油站 x 出发,每经过一个加油站就加一次油(包括起始加油站),最后一个可以到达的加油站是 yy(不妨设 x<y)。这就说明:
第一个式子表明无法到达加油站 y 的下一个加油站,第二个式子表明可以到达 y 以及 y 之前的所有加油站。
现在,考虑任意一个位于[x,y]之间的加油站 z,我们现在考察从该加油站出发,能否到达加油站 y 的下一个加油站,根据上面的式子,我们得到:
其中不等式的第二步、第三步分别利用了上面的第一个、第二个不等式。
从上面的推导中,能够得出结论:从 [x,y] 之间的任何一个加油站出发,都无法到达加油站 y 的下一个加油站。
在发现了这一个性质后,算法就很清楚了:我们首先检查第 0 个加油站,并试图判断能否环绕一周;如果不能,就从第一个无法到达的加油站开始继续检查。
复杂度分析
时间复杂度:O(N),其中 N 为数组的长度。我们对数组进行了单次遍历。
空间复杂度:O(1)。
class Solution {
public: int canCompleteCircuit(vector<int>& gas, vector<int>& cost) {
int size=gas.size(); int i=0; while(i<size){
//汽车从i出发所走的距离 int length=0; int sumgas=0; int sumcost=0; //不要有等于号,因为length表示不可以到达i+length的下一个站点,可以到达i+length个站点 while(length<size){
int j=(i+length)%size; sumgas+=gas[j]; sumcost+=cost[j]; if(sumcost>sumgas){
break; } length++; } //如果length==size,说明从i开始可以走完全程并回到起点 if(length==size){
return i; } //否则说明从i开始不能走完全程,可以走到第i+length个站点,而不能走到下一个站点 else{
i=i+length+1; } } return -1; } };
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