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盛最多水的容器:实现完美的装载,从这开始
闲谈
2023-10-19 03:18:51
盛最多水的容器
容器装水,谁当第一?
用优雅的数学解法,计算水量之最
想象你有一个盛放水的容器,由一排竖直的板条组成,板条的高度各不相同。现在你要用它来盛水,如何才能盛得最多呢?
让我们从最简单的例子开始:只有两个板条。此时,盛水的体积取决于较短的那根板条的高度。例如,如果两根板条的高度分别是 1 和 8,那么容器能够容纳的水量就是 1×1 = 1。
现在我们考虑三个板条的情况。这次,盛水的体积取决于两根板条之间的宽度和较短的那根板条的高度。例如,如果三个板条的高度分别是 1、8 和 6,那么容器能够容纳的水量就是 2×1 = 2。
依此类推,对于 n 个板条,盛水的体积取决于 n-1 个板条之间的宽度和最短的那根板条的高度。例如,如果四个板条的高度分别是 1、8、6 和 2,那么容器能够容纳的水量就是 3×1 = 3。
用代码实现,让解法更清晰
现在我们知道了盛水的体积是如何计算的,就可以用代码来实现这个算法了。
def maxArea(height):
"""
计算盛水的最大体积。
参数:
height: 一个非负整数数组,代表容器的高度。
返回:
盛水的最大体积。
"""
# 初始化盛水的最大体积。
max_area = 0
# 遍历所有可能的板条组合。
for i in range(len(height)):
for j in range(i+1, len(height)):
# 计算盛水的体积。
area = min(height[i], height[j]) * (j - i)
# 更新盛水的最大体积。
max_area = max(max_area, area)
# 返回盛水的最大体积。
return max_area
用更多实例,让解题思路更开阔
让我们来看一些例子来理解这个算法是如何工作的。
- 例子 1:
height = [1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
在这个例子中,盛水的最大体积是 49。如下图所示:
[1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
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[_____________]
- 例子 2:
height = [1, 1]
在这个例子中,盛水的最大体积是 1。如下图所示:
[1, 1]
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- 例子 3:
height = [4, 3, 2, 1, 5]
在这个例子中,盛水的最大体积是 12。如下图所示:
[4, 3, 2, 1, 5]
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结语:完美装载,妙趣横生
盛最多水的容器问题是一个经典的算法题,考察的是求解最优解的能力。通过这个题,我们可以学习到如何用数学建模来解决实际问题,以及如何用代码来实现算法。同时,这个题也是一个很好的例题,让我们了解到计算机科学的魅力。