LeetCode 134——加油站

一、题目介绍

        在一条环路上有 N 个加油站,其中第 i 个加油站有汽油 gas[i] 升。你有一辆油箱容量无限的的汽车,从第 i 个加油站开往第 i+1 个加油站需要消耗汽油 cost[i] 升。你从其中的一个加油站出发,开始时油箱为空。如果你可以绕环路行驶一周,则返回出发时加油站的编号,否则返回 -1。

说明: 

如果题目有解,该答案即为唯一答案。
输入数组均为非空数组,且长度相同。
输入数组中的元素均为非负数。

示例 1:
输入: 
gas  = [1,2,3,4,5]
cost = [3,4,5,1,2]

输出: 3

解释:
从 3 号加油站(索引为 3 处)出发,可获得 4 升汽油。此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
开往 4 号加油站,此时油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油
开往 0 号加油站,此时油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油
开往 1 号加油站,此时油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油
开往 2 号加油站,此时油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油
开往 3 号加油站,你需要消耗 5 升汽油,正好足够你返回到 3 号加油站。
因此,3 可为起始索引。

示例 2:
输入: 
gas  = [2,3,4]
cost = [3,4,3]

输出: -1

解释:
你不能从 0 号或 1 号加油站出发,因为没有足够的汽油可以让你行驶到下一个加油站。
我们从 2 号加油站出发,可以获得 4 升汽油。 此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
开往 0 号加油站,此时油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油
开往 1 号加油站,此时油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油
你无法返回 2 号加油站,因为返程需要消耗 4 升汽油,但是你的油箱只有 3 升汽油。
因此,无论怎样,你都不可能绕环路行驶一周。

二、解题思路

        本题可以通过暴力的方法,尝试以任意加油站为起点的情况。为了降低复杂度,我们在此基础进行一定程度的简化。简化的原理为:假设从x加油站出发,经过一个加油站就加一次油,第一个不能到达的加油站为y,则以x和y之间的任意加油站为起点,均无法到达y。证明如下:

如上图所示,第一个式子代表,从x出发无法到达y;第二个式子代表,从x出发可以到达y之前的任意加油站j。由此可以得到如下关系:

通过上图可知,我们的结论成立,即以x和y之间的任意加油站为起点,均无法到达y。

三、解题代码

class Solution {
public:
    int canCompleteCircuit(vector<int>& gas, vector<int>& cost) {
        int n = gas.size();
        int i = 0;
        while(i < n)
        {
            int sumGas = 0;
            int sumCost = 0;
            int nCount = 0;
            while(nCount < n)
            {
                int j = (i+nCount)%n;
                sumGas += gas[j];
                sumCost += cost[j];
                if(sumGas < sumCost)
                    break;
                else
                    nCount++;
            }
            if(nCount == n)
                return i;
            else    
                i = i + nCount + 1;
        }
        return -1;
    }
};

四、解题结果

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