LeetCode:接雨水

题目

给定 n 个非负整数表示每个宽度为 1 的柱子的高度图,计算按此排列的柱子,下雨之后能接多少雨水。

LeetCode:接雨水_第1张图片
上面是由数组 [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1] 表示的高度图,在这种情况下,可以接 6 个单位的雨水(蓝色部分表示雨水

思路

  • 暴力法

每个位置i能装的雨点数目,是由0-i1 这一段的最大值和i+1-n-1这一段的最大值,这两边的最大值中的较小值- height[i]得到的。因此遍历到一个位置,就用两个for分别寻找左右两边的最大值。

  • 化简的暴力法
    我们还可以先遍历一遍数组,统计每个每个位置i之前的最大值是多少,存到一个数组中。就是事先把每个位置左边和右边的最大值存下来。

  • VN法
    这个方法比较巧妙
    用两个变量S1,S2,分别统计: 1. 从左至右 ,每个位置到开头位置的最大值,然后加上变量上去。2. 从右到左,每个位置到结尾位置的最大值,加到变量上去。
    LeetCode:接雨水_第2张图片
    LeetCode:接雨水_第3张图片
    然后 S1+S2 = 总面积 + 重叠面积
    重叠面积 = 雨水面积 + sum(height)

  • 单调栈
    之前也有一道单调栈的题目, 739.每日温度.
    什么是单调栈。就是栈内的数据,从栈底到栈顶都是单调的。
    这道题需要构建一个递减的单调栈。因为假设第i个位置的height大于栈顶,说明栈顶对应的位置是可以接到雨水的,这时候就开始计算一下前一个位置能接多少水。如果栈顶元素是k,且栈顶下面的位置也是k,那这些位置都一起算雨水。
    面积为:( i- j-1) * min(height[i], stack[j]) - k)
    cur_top是i的前一个位置。j是不等于k且离k最近的位置。

class Solution:
    def trap(self, height: List[int]) -> int:
        stack = []  # val, index
        ans = 0
        for i in range(len(height)):
            while stack and stack[-1][0] < height[i]:
                cur = stack.pop()
                while stack and stack[-1][0] == cur[0]:
                    stack.pop()
                if stack:
                    ans += (min(stack[-1][0], height[i]) - cur[0]) * (i - stack[-1][1] -1)
            stack.append([height[i], i])
        return ans

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