LeetCode 热题 11. 盛最多水的容器:双指针的 "短板突破" 思路
今天来拆解 LeetCode 热题里的「11. 盛最多水的容器」------ 这题是双指针算法的经典应用,看似需要暴力枚举,实则有 O (n) 的优雅解法~
一、题目理解:容器的容量怎么算?
题目说:有n条垂直的线,第i条线的高度是height[i],选两条线和 x 轴组成容器,求能装最多水的容量。
容量的计算规则是:容器容量 = 两条线的水平距离 × 两条线中更短的那条的高度(毕竟水不会超过短板)。
比如示例输入[1,8,6,2,5,4,8,3,7],选第 2 条(高度 8)和最后 1 条(高度 7),水平距离是 7,容量就是7×7=49,这是最大的结果。
二、解题思路:双指针 +"短板移动" 策略
如果用暴力法(枚举所有两条线的组合),时间复杂度是 O (n²),n 大了会超时。这里用双指针 + 贪心的思路,能做到 O (n) 时间:
核心逻辑
- 初始化
left指针在数组开头,right指针在数组结尾。 - 计算当前指针对应的容器容量,更新最大容量。
- 移动 "短板" 指针:因为容器的容量由 "短板" 决定 ------ 如果移动长板,短板不变的话,容量只会更小;而移动短板,才有机会得到更长的板,从而增加容量。
- 重复步骤 2-3,直到
left和right相遇。
代码实现(C++)
cpp
class Solution {
public:
int maxArea(vector<int>& height) {
int left = 0;
int right = height.size() - 1;
int sum = 0;
while (left < right) {
int gap = right - left; // 水平距离
// 计算当前容量(短板×距离)
int temp = gap * min(height[left], height[right]);
sum = max(sum, temp); // 更新最大容量
// 移动短板指针
if (height[left] < height[right]) {
left++;
} else {
right--;
}
}
return sum;
}
};
三、为什么这个解法是对的?
这里的关键是 "移动短板" 的合理性:假设height[left] < height[right],此时如果移动right(长板),新的容器的短板还是height[left],但水平距离变小了,容量一定更小;而移动left(短板),虽然水平距离变小,但有可能遇到更长的板,让短板变长,从而容量变大。
这是一种贪心策略------ 每次都选择 "更有潜力" 的方向移动,最终能遍历到最大容量的情况。
总结
「盛最多水的容器」的核心是双指针 + 短板移动,既避免了暴力枚举的高时间复杂度,又能通过贪心策略找到最优解,是面试中很常考的双指针模型~
要不要我帮你整理一份双指针算法的常见应用场景总结