使用贪心策略求解数组最小跳跃次数问题
问题描述
给定一个非负整数数组 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。你的目标是使用最少的跳跃次数到达数组的最后一个下标。假设对于所有测试用例,你总能到达最后一个下标。
示例 1:
<strong>输入:</strong> nums = [2,3,1,1,4]
<strong>输出:</strong> 2
<strong>解释:</strong> 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:
<strong>输入:</strong> nums = [2,3,0,1,4]
<strong>输出:</strong> 2
算法解析
本题的核心在于如何以最优的方式选择落脚点。由于我们追求的是"最少跳跃次数",这天然契合贪心算法(Greedy Algorithm)的思想。在遍历数组时,我们不需要真正决定每一步具体跳到哪个下标,而是关注"当前这一步能覆盖的最远范围"以及"在下一步能达到的最远范围"。
我们可以维护三个关键状态:
jumps:记录已经进行的跳跃次数。currentEnd:当前跳跃步数所能到达的最远边界。maxReach:在当前边界内,通过再跳跃一次所能到达的全局最远位置。
当我们从左到右遍历数组时,不断更新 maxReach。一旦遍历的下标 i 达到了 currentEnd,说明当前这一步的潜力已经耗尽,必须进行一次新的跳跃(jumps 加 1),并将 currentEnd 更新为之前计算出的 maxReach。为了避免在数组末尾进行不必要的跳跃判断,我们的遍历范围只需到 nums.length - 2 即可,因为只要能够覆盖或越过最后一个元素,任务就完成了。
代码实现
class Solution {
public int jump(int[] nums) {
int n = nums.length;
// 如果数组只有一个元素,不需要跳跃
if (n <= 1) {
return 0;
}
int jumps = 0;
int currentEnd = 0;
int maxReach = 0;
// 只需要遍历到倒数第二个元素,因为到达最后一个元素即算成功
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
// 更新从当前位置能跳到的最远位置
maxReach = Math.max(maxReach, i + nums[i]);
// 如果到达了当前跳跃的边界
if (i == currentEnd) {
jumps++;
currentEnd = maxReach;
// 提前终止条件:如果当前边界已经能覆盖或超过终点
if (currentEnd >= n - 1) {
break;
}
}
}
return jumps;
}
}