【贪心算法】Leetcode 134. 加油站【中等】

加油站

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。

给定两个整数数组 gas 和 cost ，如果你可以按顺序绕环路行驶一周，则返回出发时加油站的编号，否则返回 -1 。如果存在解，则保证它是唯一的。

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。

解题思路

这是一个典型的贪心算法问题。

1、从某个加油站出发，尝试遍历每个加油站，计算到达下一个加油站时油箱的剩余油量是否足够。
2、如果足够，继续前进；
3、如果不够，就从下一个加油站重新开始尝试。

Java实现

public class GasStation {
    public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {
        int totalGas = 0;
        int totalCost = 0;
        int currentGas = 0;
        int start = 0;

        for (int i = 0; i < gas.length; i++) {
            totalGas += gas[i];
            totalCost += cost[i];
            currentGas += gas[i] - cost[i];
            if (currentGas < 0) {
                //这里要理解
                //假如当前一段路无法走下去了，这就该放弃这段路， 换个新的起点了。
                // 因为这个起点最多只能到这里了，从这段路的任何地方重新开始都到达不了更远的地方了。
                // 因为到达下一个站前一定是要有余量汽油(>=0)的，有余量帮助+当前站都到达不了下一站，所以直接从当前站开始也不可能到达下一站
                // 只能从下一站开始，尝试积累更多的余量汽油去抵达
                start = i + 1;// 从下一个加油站开始
                currentGas = 0;// 重新计算剩余油量
            }
        }

        return totalGas >= totalCost ? start : -1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        GasStation gasStation = new GasStation();
        int[] gas1 = {1, 2, 3, 4, 5};
        int[] cost1 = {3, 4, 5, 1, 2};
        System.out.println("Test Case 1:");
        System.out.println("Gas: [1, 2, 3, 4, 5]");
        System.out.println("Cost: [3, 4, 5, 1, 2]");
        System.out.println("Starting Station: " + gasStation.canCompleteCircuit(gas1, cost1)); // Expected: 3

        int[] gas2 = {2, 3, 4};
        int[] cost2 = {3, 4, 3};
        System.out.println("\nTest Case 2:");
        System.out.println("Gas: [2, 3, 4]");
        System.out.println("Cost: [3, 4, 3]");
        System.out.println("Starting Station: " + gasStation.canCompleteCircuit(gas2, cost2)); // Expected: -1
    }
}