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11.盛最多水的容器

greedy, two pointers, https://leetcode.cn/problems/container-with-most-water/

给定一个长度为 n 的整数数组 height 。有 n 条垂线,第 i 条线的两个端点是 (i, 0)(i, height[i])

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。

返回容器可以储存的最大水量。

说明:你不能倾斜容器。

示例 1:

img
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

提示:

  • n == height.length
  • 2 <= n <= 10^5
  • 0 <= height[i] <= 10^4

思路是每次移动较短的边界:如果移动较长边界的指针,那么新的容器的高度不会超过当前较短边界的长度,因为容器的高度是由较短的一边决定的。因此,为了有机会找到一个面积更大的容器,我们应该移动较短的那一边。

这是一个经典的“容器最大水量”问题,通常使用双指针法来解。思路如下:

解法:

  1. 双指针法:我们使用两个指针,一个指向数组的开头,一个指向数组的末尾。计算当前两指针之间的水容量,并根据水量选择移动哪一个指针。
  2. 计算水容量:容器的水容量由两条线之间的距离(即左右指针的差)和两条线中较短的一条决定。容量的计算公式为: 水容量 = min(height[left], height[right]) * (right - left)
  3. 移动指针:
    • 如果 height[left] < height[right],移动左指针向右移动一位。
    • 如果 height[left] >= height[right],移动右指针向左移动一位。
  4. 每次移动指针时,更新最大水容量。

代码实现:

python
class Solution:
    def maxArea(self, height: List[int]) -> int:
        left, right = 0, len(height) - 1
        max_area = 0
        
        while left < right:
            # 计算当前水容量
            area = min(height[left], height[right]) * (right - left)
            max_area = max(max_area, area)
            
            # 移动较短的那条线
            if height[left] < height[right]:
                left += 1
            else:
                right -= 1
        
        return max_area

时间复杂度O(n),其中 n 是数组的长度。我们只需要遍历一遍数组。

空间复杂度O(1),只用了常数的空间。