东方博宜24年8月-C组 - 屋顶

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题目描述

小 A 在奥运会期间,前往巴黎观看奥运会的相关赛事。

在某项体育比赛中,他被场馆的屋顶吸引了,这个屋顶不同于普通的屋顶,在平坦的屋顶上,设计师使用特殊材料制作的边长为 1 米正方体,设计出了各种造型。

由于正方体的高矮不一,下雨时,屋顶会有一定的积水,这些积水会被保留在屋顶,用于场馆内的绿植灌溉。

下图给出了一个宽度为 8 的屋顶的截面图。在截面图中,我们可以看到,白色的方块是特殊材料制作的正方体,蓝色矩形,是下雨后,屋顶上的积水区域。图中积水区域的总面积为 9 平方米。

给定 N 个整数,分别代表宽度为 N 的屋顶,每个位置上正方体的高度,请你编程计算出,在屋顶截面图中,积水区域的最大总面积是多少?

输入

输入两行,第一行输入一个整数 N,屋顶的宽度。

第二行包含 N 个整数,表示每个位置立方体的高度。

输出

一个整数,表示积水区域的最大总面积。

样例

输入

8

2 4 0 1 2 3 0 3

输出

9

输入

7

19 13 3 20 13 8 25

输出

41

输入

11

12 0 30 7 29 17 25 18 9 20 8

输出

55

说明

数据范围

对于 10% 的数据,满足 1≤N≤100,每个位置的立方体高度单调递增。

对于另外 60% 的数据,满足 1≤N≤1000,每个位置的立方体高度没有明显的规律。

对于 100% 的数据,满足 3≤n≤100000 ,每个位置的立方体的高度,均在 0,1000 的范围内。

代码

使用双指针法来计算屋顶的积水区域面积:

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

int maxRainwaterTrapped(const vector<int>& heights) {
    int n = heights.size();
    if (n < 3) return 0;

    int left = 0, right = n - 1;
    int left_max = heights[left], right_max = heights[right];
    int water_trapped = 0;

    while (left < right) {
        if (left_max < right_max) {
            left++;
            if (heights[left] < left_max) {
                water_trapped += left_max - heights[left];
            } else {
                left_max = heights[left];
            }
        } else {
            right--;
            if (heights[right] < right_max) {
                water_trapped += right_max - heights[right];
            } else {
                right_max = heights[right];
            }
        }
    }

    return water_trapped;
}

int main() {
    int N;
    cin >> N;
    vector<int> heights(N);
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        cin >> heights[i];
    }

    cout << maxRainwaterTrapped(heights) << endl;
    return 0;
}

解释

  1. 初始化:

    • left 和 right 分别指向数组的两端。
    • left_max 和 right_max 分别初始化为数组两端的高度。
    • water_trapped 用于累计积水面积。
  2. 双指针移动:

    • 比较 left_max 和 right_max,优先处理较小的那一侧。
    • 如果当前位置的高度小于 left_max 或 right_max,则可以计算积水面积。
    • 更新 left_max 或 right_max,并移动指针。
  3. 计算积水面积:

    • 如果当前位置的高度小于 left_max,则积水面积为 left_max - heights[left]。
    • 如果当前位置的高度小于 right_max,则积水面积为 right_max - heights[right]。
  4. 输出结果:

    • 最终输出 water_trapped,即积水区域的最大总面积。

这个算法的时间复杂度为 O(N),空间复杂度为 O(1),非常适合处理大规模数据。你可以将这个代码编译并运行,输入屋顶的宽度和每个位置的高度,程序会输出积水区域的最大总面积。

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