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盛最多水的容器:实现完美的装载,从这开始

闲谈

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]
     |
     |
     |
     |   
     |   
     |
     |   
   ___|___
  /         \
 /           \
[_____________]
  • 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]
    |
    |
    |
    |
    |
____|____
|    |    |
|    |    |
|    |    |
[____|____|_____]

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。