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leetcode 51 ~ 100
跳跃游戏

跳跃游戏

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题目描述

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

代码结果

运行时间: 48 ms, 内存: 16 MB


/*
 * 题目思路:
 * 使用Java Stream实现同样的贪心算法。
 * 使用IntStream遍历数组,在每个位置更新最大可到达距离。
 * 返回最后maxReach是否大于等于最后一个下标。
 */
import java.util.stream.IntStream;
 
public class Solution {
    public boolean canJump(int[] nums) {
        int[] maxReach = {0};
        boolean result = IntStream.range(0, nums.length)
            .allMatch(i -> {
                if (i > maxReach[0]) return false; // 当前下标超出最大可到达距离
                maxReach[0] = Math.max(maxReach[0], i + nums[i]); // 更新最大可到达距离
                return true;
            });
        return result && maxReach[0] >= nums.length - 1; // 判断是否能到达最后一个下标
    }
}

解释

方法:

该题解使用贪心算法解决跳跃游戏问题。从数组的第一个元素开始,遍历数组,并在每个位置上更新能够到达的最远位置 max_i。如果当前位置 i 可以到达(即 max_i >= i),就更新 max_i 为 max(max_i, i+jump),其中 jump 表示当前位置可以跳跃的最大长度。如果最远可到达位置 max_i 超过或等于最后一个位置,说明可以到达终点,返回 True。如果遍历完整个数组还没有返回 True,则说明无法到达终点,返回 False。

时间复杂度:

O(n)

空间复杂度:

O(1)

代码细节讲解

🦆
为什么在判断是否可以到达终点时,只需要检查当前位置是否可以到达(即 max_i >= i)而不是直接从 max_i 的值来判断?
在跳跃游戏中,即使 max_i(即最远可到达的位置)很大,如果当前位置 i 本身无法到达(即 max_i < i),那么从当前位置开始后续的跳跃都无法执行,因此不能继续向前推进。所以必须确认当前位置 i 是可达的,才有意义去考虑能否到达更远的位置。这确保了算法的正确性,避免了错误地预测可以到达更远位置的情况。
🦆
如果数组中的所有元素都是0,除了第一个元素外,这种情况下算法的返回结果是什么?
在这种情况下,从第一个位置开始,因为第一个位置之后的元素都是0,所以无法从任何位置跳跃到下一个位置。因此,max_i 将不会增加超过初始位置(除非第一个元素本身足够大以覆盖整个数组)。如果 max_i 未能覆盖到数组的最后一个位置,算法将返回 False,表示无法到达数组的终点。
🦆
在算法中,为什么更新最远可到达位置时使用 max(max_i, i + jump),而不是直接使用 i + jump?
使用 max(max_i, i + jump) 是为了确保不丢失之前可能已经达到的更远位置。如果仅仅使用 i + jump 更新 max_i,可能会导致 max_i 减小,尤其是在当前位置的跳跃距离 jump 较小的情况下。这种方法保证了 max_i 总是记录下从起点开始到当前遍历点为止,能够达到的最远位置,从而确保了算法的全局最优解。

相关问题

跳跃游戏 II

给定一个长度为 n0 索引整数数组 nums。初始位置为 nums[0]

每个元素 nums[i] 表示从索引 i 向前跳转的最大长度。换句话说,如果你在 nums[i] 处,你可以跳转到任意 nums[i + j] 处:

  • 0 <= j <= nums[i] 
  • i + j < n

返回到达 nums[n - 1] 的最小跳跃次数。生成的测试用例可以到达 nums[n - 1]

 

示例 1:

输入: nums = [2,3,1,1,4]
输出: 2
解释: 跳到最后一个位置的最小跳跃数是 2。
     从下标为 0 跳到下标为 1 的位置,跳 1 步,然后跳 3 步到达数组的最后一个位置。

示例 2:

输入: nums = [2,3,0,1,4]
输出: 2

 

提示:

  • 1 <= nums.length <= 104
  • 0 <= nums[i] <= 1000
  • 题目保证可以到达 nums[n-1]