134. 加油站【 力扣(LeetCode) 】

一、题目描述

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。

给定两个整数数组 gas 和 cost ,如果你可以按顺序绕环路行驶一周,则返回出发时加油站的编号,否则返回 -1 。如果存在解,则 保证 它是 唯一 的。

二、测试用例

示例 1:

cpp 复制代码
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:

cpp 复制代码
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。

三、解题思路

  1. 基本思路:
      把每个加油站作为起点,走一圈看看是否可以到底原来的位置。
  2. 具体思路:
    • 定义变量 i ,用于定位起点,初始化为 0 ,记 gas[i]-cost[i]>=0 的位置为模拟起点。定义变量 j ,用于模拟开车,初始化为 1 ;定义变量 sum ,用于表示当前剩余油量。
    • 选择第一个模拟起点,进行下面步骤。
    • 开始开车 :计算模拟起点位置的剩余油量,即 sum=gas[i]-cost[i] ;后面,每进入一个加油站,计算当前剩余油量,即 sum+=gas[(i+j)%n]-cost[(i+j)%n] ;一但当前油量小于 0 ,则表示无法到达下一站,说明从这个模拟起点开始是不行的,则结束循环,寻找下一个模拟起点 ;如果 j==n+1 ,表示已经超过绕了一圈并且返回到起点,则这个模拟起点是可行的,返回当前模拟起点的下标 i 。
    • 寻找下一个模拟起点 i :已经开过的路段就可以舍弃,里面不存在可以作为起点的位置;【反证法:如果存在可以作为起点的位置,那么我们理应可以从该起点位置出发,绕一圈回到起点,而不会跳出来寻找新的起点】如果已经开到过最后一个位置,即:i+j>=n,则不存在起点,因为我们已经尝试过所以的模拟起点了;否则我们从已经开过的路段的下一处位置开始寻找,即:i+=j【其实应该是 i+=j+1 ,但是每一轮循环 i++,所以才写 i+=j 】,找到新的模拟起点,则继续开始开车

四、参考代码

时间复杂度: O ( n ) \Omicron(n) O(n)

空间复杂度: O ( 1 ) \Omicron(1) O(1)

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int canCompleteCircuit(vector<int>& gas, vector<int>& cost) {
        int n=gas.size();
        int sum,j;
        for(int i=0;i<n;i++){
            if(gas[i]-cost[i]>=0){
                sum=gas[i]-cost[i];
                for(j=1;j<=n;j++){
                    sum+=gas[(i+j)%n]-cost[(i+j)%n];
                    if(sum<0)
                        break;
                }
                if(j==n+1)
                    return i;
                if(i+j>=n)
                    break;
                i+=j;
            }
        }
        return -1;
    }
};
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