本文属于「征服LeetCode」系列文章之一,这一系列正式开始于2021/08/12。由于LeetCode上部分题目有锁,本系列将至少持续到刷完所有无锁题之日为止;由于LeetCode还在不断地创建新题,本系列的终止日期可能是永远。在这一系列刷题文章中,我不仅会讲解多种解题思路及其优化,还会用多种编程语言实现题解,涉及到通用解法时更将归纳总结出相应的算法模板。
为了方便在PC上运行调试、分享代码文件,我还建立了相关的仓库:https://github.com/memcpy0/LeetCode-Conquest。在这一仓库中,你不仅可以看到LeetCode原题链接、题解代码、题解文章链接、同类题目归纳、通用解法总结等,还可以看到原题出现频率和相关企业等重要信息。如果有其他优选题解,还可以一同分享给他人。
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我们把玻璃杯摆成金字塔的形状,其中 第一层 有 1
个玻璃杯, 第二层 有 2
个,依次类推到第 100 层,每个玻璃杯 (250ml) 将盛有香槟。
从顶层的第一个玻璃杯开始倾倒一些香槟,当顶层的杯子满了,任何溢出的香槟都会立刻等流量的流向左右两侧的玻璃杯。当左右两边的杯子也满了,就会等流量的流向它们左右两边的杯子,依次类推。(当最底层的玻璃杯满了,香槟会流到地板上)
例如,在倾倒一杯香槟后,最顶层的玻璃杯满了。倾倒了两杯香槟后,第二层的两个玻璃杯各自盛放一半的香槟。在倒三杯香槟后,第二层的香槟满了 - 此时总共有三个满的玻璃杯。在倒第四杯后,第三层中间的玻璃杯盛放了一半的香槟,他两边的玻璃杯各自盛放了四分之一的香槟,如下图所示。
现在当倾倒了非负整数杯香槟后,返回第 i
行 j
个玻璃杯所盛放的香槟占玻璃杯容积的比例( i
和 j
都从0开始)。
示例 1:
输入: poured(倾倒香槟总杯数) = 1, query_glass(杯子的位置数) = 1, query_row(行数) = 1
输出: 0.00000
解释: 我们在顶层(下标是(0,0))倒了一杯香槟后,没有溢出,因此所有在顶层以下的玻璃杯都是空的。
示例 2:
输入: poured(倾倒香槟总杯数) = 2, query_glass(杯子的位置数) = 1, query_row(行数) = 1
输出: 0.50000
解释: 我们在顶层(下标是(0,0)倒了两杯香槟后,有一杯量的香槟将从顶层溢出,位于(1,0)的玻璃杯和(1,1)的玻璃杯平分了这一杯香槟,所以每个玻璃杯有一半的香槟。
示例 3:
输入: poured = 100000009, query_row = 33, query_glass = 17
输出: 1.00000
提示:
0 <= poured <= 10^9
0 <= query_glass <= query_row < 100
解法 模拟(简单DP)
可以模拟倒香槟过程。首先将所有的 p o u r e d poured poured 杯香槟全部倒到 r o w = 0 row=0 row=0 的这个杯子中。当有溢出时,再将溢出的部分平均倒到下一层的相邻的两个杯子中。而除了 r o w = 0 row=0 row=0 的这个杯子中的香槟是直接来自于外部,其他杯子中的香槟均来自于「它上一层的相邻的一个或两个杯子」中溢出的香槟。
根据这个思路,可以求出每一层的每一只杯子中的香槟体积。求出 r o w = q u e r y _ r o w row=query\_row row=query_row 的杯子的香槟体积后,取第 q u e r y _ g l a s s query\_glass query_glass 个杯子中的体积,并与 1 1 1 求最小值返回。
class Solution {
public:double champagneTower(int poured, int query_row, int query_glass) {vector<double> row = {(double)poured};for (int i = 1; i <= query_row; i++) {vector<double> nextRow(i + 1, 0.0);for (int j = 0; j < row.size(); j++) {double volume = row[j];if (volume > 1) {nextRow[j] += (volume - 1) / 2;nextRow[j + 1] += (volume - 1) / 2;}}row = nextRow;} return min(1.0, row[query_glass]);}
};
复杂度分析:
- 时间复杂度: O ( q u e r y _ r o w 2 ) O(query\_row^2) O(query_row2) 。使用了两层循环。
- 空间复杂度: O ( q u e r y _ r o w ) O(query\_row) O(query_row) 。使用滚动数组实现的空间复杂度是 O ( q u e r y _ r o w ) O(query\_row) O(query_row) 。