2020-04-17-Go和PHP基于一组数计算盛最多水的容器

layout: posttitle: Go 和 PHP 基于一组数计算盛最多水的容器
subtitle: Go 和 PHP 基于一组数计算盛最多水的容器
date: 2020-04-17
author: he xiaodong
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tags:
- Go
- PHP
- LeetCode
- 计算盛最多水的容器算法

原文链接：go leetcode，php 代码个人原创

盛最多水的容器（Container-With-Most-Water）

题干如下：

给你 n 个非负整数 a1，a2，…，an，每个数代表坐标中的一个点 (i, ai) 。在坐标内画 n 条垂直线，垂直线 i 的两个端点分别为 (i, ai) 和 (i, 0)。找出其中的两条线，使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。
说明：你不能倾斜容器，且 n 的值至少为 2。

图中垂直线代表输入数组 [1,8,6,2,5,4,8,3,7]。在此情况下，容器能够容纳水（表示为蓝色部分）的最大值为 49。
示例：
输入：[1,8,6,2,5,4,8,3,7]
输出：49
来源：力扣

根据题意，将题目抽象为数学模型：给定一个 数组array 和 两个索引X、Y，在随意移动 X、Y 的过程中，求 S = |Y-X| Min( array[X], array[Y] ) 的最大值，其中 Min( array[X], array[Y] ) 记为 H**。

1. |Y-X| 表示索引差值的绝对值

1. Min( array[X], array[Y] ) ，是因为在 |Y-X |固定的前提下，容器的纳水量完全取决于较小的高度，所以这边取 Min。

解题思路

我们将 X 指向数组的第一个位置，Y 指向数组的最后一个位置。按照上面的公式求出 S 的值并记录。判断 array[X] 和 array[Y] 的值，如果 array[X] > array[Y] 则 Y 向左移动，如果 array[X] < array[Y] 则 X 向右移动，如果 array[X] = array[Y] 则 X 向右移动，Y 向左移动。总之，索引指向的元素值较小的移动，如果相等则一起移动。解释如下：

假设 X 指向的元素为 2，Y 指向的元素为 7。由于 2 比 7 小，所以 X 向右移。至于为什么不是 Y 向左移动是因为 H的值 是 array[X] 和 array[Y] 中较小的值，如果将 Y 向左移动，假设 array[Y-1] 比 array[X] 大，这时 H的值 仍为 array[X]，而（Y - X）的值却变小了，因此 S 也变小了。假设 array[Y-1] 比 array[X] 小，这时 H的值 为 array[Y-1] ，较之前变小了，并且 （Y - X）的值也变小了，因此 S 也变小了。所以要移动元素值较小的索引。如果 array[X] 和 array[Y] 相等，则 X 和 Y 一起移动，分析过程与不相等一致。

流程图分析如下：

Go 实现：

func maxArea(height []int) int {
    var (
        i         = 0
        j         = len(height) - 1
        max       = 0
        minHeight = 0
    )
    for i < j {
        // H 的 计算
        if height[j] > height[i] {
            minHeight = height[i]
        } else {
            minHeight = height[j]
        }
        // 记录面积，也就是纳水量
        newMax := (j - i) * minHeight
        if newMax > max {
            max = newMax
        }
        // 移动高度小的指针，如果相等则一起移动
        if height[j] > height[i] {
            i++
        } else if height[j] < height[i] {
            j--
        } else {
            j--
            i++
        }
    }
    return max
}

PHP 实现：

function maxArea($nums) {
    $i = 0;
    $j = count($nums) - 1;
    $max = 0;
    while ($i < $j) {
        if ($nums[$j] > $nums[$i]) {
            $minHeight = $nums[$i];
        } else {
            $minHeight = $nums[$j];
        }

        // 记录面积
        $newMax = ($j - $i) * $minHeight;
        if ($newMax > $max) {
            $max = $newMax;
        }

        // 移动高度小的指针，如果相等则一起移动
        if ($nums[$j] > $nums[$i]) {
            $i++;
        } elseif ($nums[$j] < $nums[$i]) {
            $j--;
        } else {
            $j--;
            $i++;
        }
    }

   return $max;
}

echo maxArea([1,8,6,2,5,4,8,3,7]); // output: 49

PHP 实现2 - 来自 laravel china 社区 Littlesqx

function maxArea($nums) {
    $max = $start = 0;
    $end = count($nums) - 1;

    while ($start <= $end) {
        $max = max($max, min($nums[$start], $nums[$end]) * ($end - $start));
        $nums[$start] > $nums[$end] ? $end-- : $start++;
    }

    return $max;
}
echo maxArea([1,8,6,2,5,4,8,3,7]); // output: 49

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