题目描述(中等难度)

把这个题理解成下边的图就可以。

每个节点表示添加的油量,每条边表示消耗的油量。题目的意思就是问我们从哪个节点出发,还可以回到该节点。只能顺时针方向走。

解法一 暴力解法

考虑暴力破解,一方面是验证下自己对题目的理解是否正确,另一方面后续的优化也可以从这里入手。

考虑从第 0 个点出发,能否回到第 0 个点。

考虑从第 1 个点出发,能否回到第 1 个点。

考虑从第 2 个点出发,能否回到第 2 个点。

... ...

考虑从第 n 个点出发,能否回到第 n 个点。

由于是个圆,得到下一个点的时候我们需要取余数。

public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) { int n = gas.length; //考虑从每一个点出发 for (int i = 0; i < n; i++) { int j = i; int remain = gas[i]; //当前剩余的油能否到达下一个点 while (remain - cost[j] >= 0) { //减去花费的加上新的点的补给 remain = remain - cost[j] + gas[(j + 1) % n]; j = (j + 1) % n; //j 回到了 i if (j == i) { return i; } } } //任何点都不可以 return -1; } 

解法二 优化尝试一

暴力破解慢的原因就是会进行很多重复的计算。比如下边的情况:

假设当前在考虑 i,先初始化 j = i * * * * * * ^ i ^ j 随后 j 会进行后移 * * * * * * ^ ^ i j 继续后移 * * * * * * ^ ^ i j 继续后移 * * * * * * ^ ^ j i 此时 j 又回到了第 0 个位置,我们在之前已经考虑过了这个位置。 如果之前考虑第 0 个位置的时候,最远到了第 2 个位置。 那么此时 j 就可以直接跳到第 2 个位置,同时加上当时的剩余汽油,继续考虑 * * * * * * ^ ^ j i 

利用上边的思想我们可以进行一个优化,就是每考虑一个点,就将当前点能够到达的最远距离记录下来,同时到达最远距离时候的剩余汽油也要记下来。

public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) { int n = gas.length; //记录能到的最远距离 int[] farIndex = new int[n]; for (int i = 0; i < farIndex.length; i++) { farIndex[i] = -1; } //记录到达最远距离时候剩余的汽油 int[] farIndexRemain = new int[n]; for (int i = 0; i < n; i++) { int j = i; int remain = gas[i]; while (remain - cost[j] >= 0) { //到达下个点后的剩余 remain = remain - cost[j]; j = (j + 1) % n; //判断之前有没有考虑过这个点 if (farIndex[j] != -1) { //加上当时剩余的汽油 remain = remain + farIndexRemain[j]; //j 进行跳跃 j = farIndex[j]; } else { //加上当前点的补给 remain = remain + gas[j]; } if (j == i) { return i; } } //记录当前点最远到达哪里 farIndex[i] = j; //记录当前点的剩余 farIndexRemain[i] = remain; } return -1; } 

遗憾的是,这个想法针对 leetcode 的测试集速度上没有带来很明显的提升。不过记录已经求出来的解进行优化,这个思想还是经常用的,也就是空间换时间。

让我们换个思路继续优化。

解法三 优化尝试二

我们考虑一下下边的情况。

* * * * * * ^ ^ i j 

当考虑 i 能到达的最远的时候,假设是 j

那么 i + 1j 之间的节点是不是就都不可能绕一圈了?

假设 i + 1 的节点能绕一圈,那么就意味着从 i + 1 开始一定能到达 j + 1

又因为从 i 能到达 i + 1,所以从 i 也能到达 j + 1

但事实上,i 最远到达 j 。产生矛盾,所以 i + 1 的节点一定不能绕一圈。同理,其他的也是一样的证明。

所以下一次的 i 我们不需要从 i + 1 开始考虑,直接从 j + 1 开始考虑即可。

还有一种情况,就是因为到达末尾的时候,会回到 0

如果对于下边的情况。

* * * * * * ^ ^ j i 

如果 i 最远能够到达 j ,根据上边的结论 i + 1j 之间的节点都不可能绕一圈了。想象成一个圆,所以 i 后边的节点就都不需要考虑了,直接返回 -1 即可。

public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) { int n = gas.length; for (int i = 0; i < n; i++) { int j = i; int remain = gas[i]; while (remain - cost[j] >= 0) { //减去花费的加上新的点的补给 remain = remain - cost[j] + gas[(j + 1) % n]; j = (j + 1) % n; //j 回到了 i if (j == i) { return i; } } //最远距离绕到了之前,所以 i 后边的都不可能绕一圈了 if (j < i) { return -1; } //i 直接跳到 j,外层 for 循环执行 i++,相当于从 j + 1 开始考虑 i = j; } return -1; } 

写题的时候先写出暴力的解法,然后再考虑优化,有时候是一种不错的选择。

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