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C++接雨水问题怎么用动态规划和双指针分别求解

秋萱君_4083

秋萱君_4083

发布时间:2026-10-05 15:20:00

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来源于php中文网

原创

<p>动态规划解法通过预处理左右最高墙高度数组,使每个位置接水量为min(left_max[i], right_max[i]) - height[i](结果>0);双指针法用两个变量边走边维护边界最大值,依据短板效应移动指针。</p>

c++接雨水问题怎么用动态规划和双指针分别求解

动态规划解法:预处理左右最高墙高度

核心是避免对每个位置都暴力扫描,用两个数组提前存好 left_max[i] 和 right_max[i]:即下标 i 左侧(含自身)最高柱子高度、右侧(含自身)最高柱子高度。这样每个位置能接的水量就是 min(left_max[i], right_max[i]) - height[i],前提是结果大于 0。

注意点:

  • left_max[0] = height[0],之后从左到右递推:left_max[i] = max(left_max[i-1], height[i])
  • right_max[n-1] = height[n-1],之后从右到左递推:right_max[i] = max(right_max[i+1], height[i])
  • 空间复杂度 O(n),时间复杂度 O(n);若只用两个变量滚动更新,可优化为 O(1) 空间,但那就不是标准 DP 了

双指针解法:边走边维护左右边界最大值

本质是动态规划的空间优化——不存整个数组,只用 left_max 和 right_max 两个变量,并利用「短板效应」决定移动哪边指针。关键判断逻辑是:当前能接多少水,取决于较矮那边已知的最大值。

操作步骤:

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  • 初始化 left = 0, right = n-1, left_max = 0, right_max = 0, ans = 0
  • 当 left 时循环:<br> 若 <code>height[left] ,说明左边柱子矮,<code>left_max 决定当前容量 → 更新 left_max = max(left_max, height[left]),再累加 max(0, left_max - height[left]),然后 left++
     否则右边矮,同理处理 right
  • 必须先更新 left_max/right_max,再计算积水,否则会把当前柱子高度误当作“墙”参与减法

为什么双指针里不能直接用 min(left_max, right_max) 减?

因为 left_max 和 right_max 并非严格对应「当前位置左侧最大」和「右侧最大」——它们只是截至目前遍历过的最大值。但双指针正确性依赖一个事实:当 height[left] 时,<code>left_max 必然 ≤ right_max,且 left_max 就是 left 位置真正的左侧最高墙(因右边还没扫完,但左边已确定),而真正限制水量的是这个更小的 left_max。反过来说,如果强行用 min(left_max, right_max),在某次 height[left] 很高但 right_max 还很小的时候,会低估可接水量。

常见错误现象:
 • 没有先更新 left_max 就直接算 left_max - height[left] → 可能得出负数或漏算
 • 移动指针条件写成 height[left] 却没处理相等情况的逻辑一致性 → 边界 case 如全相同高度时结果偏小

实际编码时最容易被忽略的细节

双指针法中,left_max 和 right_max 的初值必须设为 0,而不是 height[0] 和 height[n-1]。因为一开始还没访问任何柱子,最大值确实是 0;等第一次进入循环后,才通过 max(0, height[left]) 把第一个值纳入。否则在单元素输入如 [1] 时,会错误地认为能接 1 单位水。

动态规划若用 vector 存两数组,记得检查 height 是否为空,否则 left_max[0] 访问越界。双指针则天然兼容空输入(left 不成立直接跳过)。

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