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饮水机装满杯子最短时间

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理解「装满杯子需要的最短总时长」难题

在 LeetCode 上,有道趣味十足的编程题目,名为「装满杯子需要的最短总时长」。在这个题目中,你将化身聪明的程序员,计算出装满不同数量的杯子所需的最短总时长。

题目解析

题目给定了一个拥有三种制水模式的饮水机:冷水、温水和热水。每秒钟,你可以装满 2 杯不同类型的水或 1 杯任意类型的水。你的任务是计算出装满不同数量的杯子所需的最短总时长。

Java 解法剖析

为了解决这道题目,我们编写了一段清晰易懂的 Java 代码:

import java.util.*;

class Solution {
    /**
     * 计算装满不同数量的杯子所需的最小总时长
     *
     * @param numCold  需要装满的冷水杯数
     * @param numWarm  需要装满的温水杯数
     * @param numHot   需要装满的热水杯数
     * @return 装满所有杯子所需的最小总时长
     */
    public int minTime(int numCold, int numWarm, int numHot) {
        // 检查参数合法性
        if (numCold < 0 || numWarm < 0 || numHot < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("杯数不能为负数");
        }

        // 计算装满所有杯子所需的总杯数
        int totalCups = numCold + numWarm + numHot;

        // 计算装满所有杯子所需的最短总时长
        int minTime = 0;
        if (totalCups % 2 == 0) {
            // 如果总杯数是偶数,则可以使用两台饮水机同时装水
            minTime = totalCups / 2;
        } else {
            // 如果总杯数是奇数,则需要先使用一台饮水机装满一杯水,然后再使用两台饮水机同时装水
            minTime = totalCups / 2 + 1;
        }

        // 返回最短总时长
        return minTime;
    }
}

算法详解

该算法的时间复杂度为 O(1),因为计算最短总时长所需的时间与杯数无关。空间复杂度同样为 O(1),因为它不使用任何额外空间。

优点和缺点

优点:

  • 简单易懂,易于实现
  • 时间和空间复杂度低

缺点:

  • 只适用于「装满杯子需要的最短总时长」题目

常见问题解答

1. 如何确定最短总时长?
最短总时长取决于杯子总数的奇偶性。如果总杯数是偶数,则使用两台饮水机同时装水;如果是奇数,则需要先使用一台饮水机装满一杯水,然后再同时使用两台饮水机。

2. 为什么总杯数的奇偶性会影响最短总时长?
因为每秒钟只能装满 2 杯不同类型的水或 1 杯任意类型的水。如果总杯数是奇数,则无法使用两台饮水机同时装水,需要先使用一台饮水机装满一杯水,然后再使用两台饮水机同时装水。

3. 算法的复杂度是多少?
时间复杂度为 O(1),空间复杂度为 O(1)。

4. 该算法有哪些限制?
该算法只能解决「装满杯子需要的最短总时长」题目,不能解决其他类型的题目。

5. 是否有更好的解决方法?
对于这道特定题目,没有更好的解决方法。