题目描述

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。


示例 2:


输入: gas = [2,3,4], cost = [3,4,3] 输出: -1 解释: 你不能从 0 号或 1 号加油站出发,因为没有足够的汽油可以让你行驶到下一个加油站。 我们从 2 号加油站出发,可以获得 4 升汽油。 此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油 开往 0 号加油站,此时油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油 开往 1 号加油站,此时油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油 你无法返回 2 号加油站,因为返程需要消耗 4 升汽油,但是你的油箱只有 3 升汽油。 因此,无论怎样,你都不可能绕环路行驶一周。


提示:

  • gas.length == n
  • cost.length == n
  • 1 <= n <= 105
  • 0 <= gas[i], cost[i] <= 104

解题思路

以该题为例:
gas  = [1,2,3,4,5]
cost = [3,4,5,1,2]

下图的 黑色折线图 即 总油量剩余值,若要满足题目的要求:跑完全程再回到起点,总油量剩余值 的任意部分都需要在 X 轴以上,且跑到终点时:总剩余汽油量 >= 0。

LeetCode134之加油站(相关话题:图形化思维)_折线图

为了让 黑色折线图 任意部分都在 X 轴以上,我们需要向上移动 黑色折线图,直到所有点都在 X 轴或 X 轴以上。此时,处在 X 轴的点即为出发点。即 黑色折线图 的最低值的位置:index = 3,另外要从index+1 = 4 处出发。

柱状图 绿色:可添加的汽油 gas[i] 橙色:消耗的汽油 cost[i]

折线图: 虚线(蓝色):当前加油站的可用值 实线(黑色):从0开始的总剩余汽油量

 注意:加油站的下标从0开始。图中从第一个加油站出发

改变出发点时,这个图会怎么变化呢?你可以自己去画一画,你会发现,整体折线图的形状是没有变的,改变的是y值,相当于将折线图在Y轴方向上上下平移。那么,当最小点落在X轴上时(也就是使得最小点y=0时),整体折线在X轴上方,y值恒大于等于0,也就是剩余油量一直不为负,可以绕行一圈。

代码实现

public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {
    int len = gas.length;
    int spare = 0;
    int minSpare = Integer.MAX_VALUE;
    int minIndex = 0;

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        spare += gas[i] - cost[i];
        if (spare < minSpare) {
            minSpare = spare;
            minIndex = i;
        }
    }

    return spare < 0 ? -1 : (minIndex + 1) % len;
}