55. 跳跃游戏(力扣LeetCode)

55. 跳跃游戏

给你一个非负整数数组 nums ,你最初位于数组的 第一个下标 。数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。

判断你是否能够到达最后一个下标,如果可以,返回 true ;否则,返回 false 。

示例 1:

输入:nums = [2,3,1,1,4]
输出:true
解释:可以先跳 1 步,从下标 0 到达下标 1, 然后再从下标 1 跳 3 步到达最后一个下标。

示例 2:

输入:nums = [3,2,1,0,4]
输出:false
解释:无论怎样,总会到达下标为 3 的位置。但该下标的最大跳跃长度是 0 , 所以永远不可能到达最后一个下标。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 104
  • 0 <= nums[i] <= 105

贪心

每一次都更新最大的步数

这段代码是用于解决“跳跃游戏”问题的C++实现,下面是对这段代码的详细注释:

class Solution {
public:
    bool canJump(vector<int>& nums) {
        int coust = nums[0]; // 初始化当前能跳到的最远距离为数组的第一个元素
        // 如果第一个元素为0且数组不是只有一个元素,则无法到达最后一个下标,直接返回false
        if(coust == 0 && nums[nums.size()-1] != 0) return false;

        // 从数组的第二个元素开始遍历
        for(int i = 1; i < nums.size(); i++) {
            // 更新当前能跳到的最远距离。比较当前位置能跳的距离nums[i]和前一步剩余的跳跃力coust-1的较大值
            coust = max(nums[i], coust-1);
            // 如果在非数组末尾位置coust已经减到0,说明无法再向前跳跃,返回false
            if(i != nums.size()-1 && coust == 0)
                return false;
        }
        // 如果能顺利遍历完数组,说明可以到达最后一个下标,返回true
        return true;
    }
};

解题思路总结:

  • 初始化:利用变量coust来记录从当前位置起能够跳跃到的最远距离,初始值为数组的第一个元素nums[0]
  • 特殊情况处理:如果nums[0]为0且数组长度大于1(即非只有一个元素),意味着无法移动,因此直接返回false
  • 遍历数组:从索引1开始遍历数组,对于每一个位置,更新coust为在当前位置能跳的距离nums[i]coust-1中的较大值。这里coust-1代表从前一个位置跳到当前位置后,剩下的最远跳跃距离。
  • 判断是否能继续跳跃:在遍历过程中,如果在非数组末尾位置发现coust已经为0,意味着不能再向前进,因此返回false
  • 遍历完成:如果能遍历完整个数组,意味着可以跳到最后或超过最后的位置,因此返回true

通过这种方法,代码高效地解决了“跳跃游戏”的问题,它的时间复杂度为O(n),因为只需要遍历一次数组。

取最大跳跃步数(取最大覆盖范围)

刚看到本题一开始可能想:当前位置元素如果是 3,我究竟是跳一步呢,还是两步呢,还是三步呢,究竟跳几步才是最优呢?

其实跳几步无所谓,关键在于可跳的覆盖范围!

不一定非要明确一次究竟跳几步,每次取最大的跳跃步数,这个就是可以跳跃的覆盖范围。

这个范围内,别管是怎么跳的,反正一定可以跳过来。

那么这个问题就转化为跳跃覆盖范围究竟可不可以覆盖到终点!

每次移动取最大跳跃步数(得到最大的覆盖范围),每移动一个单位,就更新最大覆盖范围。

贪心算法局部最优解:每次取最大跳跃步数(取最大覆盖范围),整体最优解:最后得到整体最大覆盖范围,看是否能到终点。

局部最优推出全局最优,找不出反例,试试贪心!

如图:
在这里插入图片描述
i 每次移动只能在 cover 的范围内移动,每移动一个元素,cover 得到该元素数值(新的覆盖范围)的补充,让 i 继续移动下去。

而 cover 每次只取 max(该元素数值补充后的范围, cover 本身范围)。

如果 cover 大于等于了终点下标,直接 return true 就可以了。

C++代码如下:

class Solution {
public:
    bool canJump(vector<int>& nums) {
        if(nums.size() == 1) return true; // 如果数组只包含一个元素,那么已经在最后一个下标,返回true
        int cover = 0; // 初始化可以到达的最远下标为0
        // 遍历数组,但只遍历到当前能覆盖的最远距离
        for(int i = 0; i <= cover; i++) {
            // 更新能到达的最远下标,是当前位置加上该位置能跳的最远长度,和之前的cover中的较大值
            cover = max(i + nums[i], cover);
            // 如果更新后的cover已经能覆盖到数组的最后一个位置或更远,返回true
            if(cover >= nums.size() - 1) 
                return true;
        }
        // 如果遍历结束后,cover未能覆盖到数组的最后一个位置,返回false
        return false;
    }
};

解题思路总结:

  • 特殊情况处理:当数组只有一个元素时,显然已经在最后一个下标,因此直接返回true
  • 初始化覆盖距离:用cover变量来记录当前可以到达的最远下标,初始值为0。
  • 遍历数组:通过一个循环遍历数组,但只遍历到当前cover所能到达的最远距离。这是因为如果当前位置超过了cover能到达的范围,说明这个位置是不可达的。
  • 更新覆盖距离:在每个位置,尝试更新cover。计算当前位置i加上nums[i](从当前位置能跳的最远距离)与cover的较大值,来更新cover
  • 判断是否能到达末尾:在这个过程中,如果cover的值大于等于数组的最后一个下标,意味着可以到达最后,因此返回true
  • 遍历结束:如果循环结束时,cover的值未能覆盖到数组的最后一个下标,则说明不能到达末尾,返回false

这种方法的优点是运行效率高,因为它的时间复杂度为O(n),只需遍历一次数组即可。通过不断更新可以到达的最远距离,这种贪心算法简洁而有效地解决了问题。

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