# 「力扣」第 11 题:盛最多水的容器(中等)

# 题目描述

给你 n 个非负整数 a1,a2,...,a``n,每个数代表坐标中的一个点 (i, ai) 。在坐标内画 n 条垂直线,垂直线 i 的两个端点分别为 (i, ai)(i, 0) 。找找出其中的两条线,使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。

说明: 你不能倾斜容器。

示例 1:

输入:[1,8,6,2,5,4,8,3,7]
输出:49
解释:图中垂直线代表输入数组 [1,8,6,2,5,4,8,3,7]。在此情况下,容器能够容纳水(表示为蓝色部分)的最大值为 49。

示例 2:

输入:height = [1,1]
输出:1

示例 3:

输入:height = [4,3,2,1,4]
输出:16

示例 4:

输入:height = [1,2,1]
输出:2

提示:

  • n == height.length

# 解题思路

木桶原理。短的那块木板的高度决定了盛水的容器的容积。

# 方法一:暴力解法

枚举所有的容器的两个内壁的下标,计算水的容量,选出最大值。

使用双层 for 循环枚举所有可能的区间。暴力解法的时间复杂度太高,我们使用指针对撞的方法。

参考代码 1

Java 代码:

public class Solution {

    public int maxArea(int[] height) {
        int len = height.length;
        if (len < 2) {
            return 0;
        }
        int res = 0;
        for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
            for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                res = Math.max(res, Math.min(height[i], height[j]) * (j - i));
            }
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] height = {1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7};
        Solution solution = new Solution();
        int res = solution.maxArea(height);
        System.out.println(res);
    }
}

Python 代码:

from typing import List


class Solution:

    # 该解法超时

    def maxArea(self, height: List[int]) -> int:
        size = len(height)
        if size < 2:
            return 0

        res = 0
        for left in range(0, size - 1):
            for right in range(left + 1, size):
                res = max(res, min(height[left], height[right]) * (right - left))
        return res


if __name__ == '__main__':
    height = [1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
    solution = Solution()
    result = solution.maxArea(height)
    print(result)

复杂度分析

  • 时间复杂度:,这里 是输入数组的长度;

  • 空间复杂度:

# 方法二:双指针(贪心算法)

总是贪心先固定容器的宽度。根据木桶原理(盛水的高度由最短的那块木板决定),高的那块木板往里面走,只可能让盛水越来越少,但是短板往里面走,却有可能让盛水越来越多

提示:双指针是暴力解法的优化,可以认为是剪枝。

参考代码 2:

Java 代码:

public class Solution {

    public int maxArea(int[] height) {
        int len = height.length;
        if (len < 2) {
            return 0;
        }

        int left = 0;
        int right = len - 1;

        int res = 0;
        while (left < right) {
            int minHeight = Math.min(height[left], height[right]);
            res = Math.max(res, minHeight * (right - left));

            if (height[left] == minHeight) {
                left++;
            } else {
                right--;
            }
        }
        return res;
    }
}

Java 代码:

public class Solution {

    public int maxArea(int[] height) {
        int len = height.length;
        if (len < 2) {
            // 0 或者 1 的时候,不能形成区间,所以不能形成容器
            return 0;
        }

        int left = 0;
        int right = len - 1;
        int res = 0;
        while (left < right) {
            // 木桶原理,取决于最短的那根木板
            // [1, 2, 3] 3 和 1 之间的长度就是 (3 - 1 = )2
            int area = (right - left) * Math.min(height[left], height[right]);

            res = Math.max(res, area);
            if (height[left] < height[right]) {
                left++;
            } else {
                // height[l] >= height[r]
                right--;
            }
        }
        return res;
    }
}

Python 代码:

from typing import List


class Solution:
    def maxArea(self, height: List[int]) -> int:
        size = len(height)
        if size < 2:
            return 0

        left = 0
        right = size - 1
        res = 0
        while left < right:
            min_h = min(height[left], height[right])
            res = max(res, (right - left) * min_h)
            if min_h == height[left]:
                left += 1
            else:
                right -= 1
        return res


if __name__ == '__main__':
    height = [1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
    solution = Solution()
    result = solution.maxArea(height)
    print(result)

复杂度分析

  • 时间复杂度:,这里 是输入数组的长度;
  • 空间复杂度:

使用双指针的原因是根据这个问题的特点,存水的高度取决于两边较短的那个内壁的高度。使用指针对撞的方式不会错过最优解。

经验:双指针、滑动窗口的问题,一般先从暴力枚举开始思考,然后更改枚举的顺序,以达到剪枝加快计算的效果。

可以参考 盛最多水的容器(双指针法,易懂解析,图解) (opens new window),写题解的同学 @Krahets 非常用心,且很热心解答朋友的疑问。我写题解的结构也参考了他的思路,希望对大家有帮助。


作者:liweiwei1419 链接:https://suanfa8.com/two-pointers/solutions-2/0011-container-with-most-water 来源:算法吧 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

Last Updated: 11/18/2024, 11:51:07 PM