当前:LC45 · 跳跃游戏 II · 峡谷跳跃救援 · 首次出现于 Day 41 · 路径:顶栏「56天打卡」→ 点击 LC 题号 → 逐题动画

LC45算法模式贪心 · 层扫描局部最优路标

跳跃游戏 II · 峡谷跳跃救援

nums=[2,3,1,1,4]:悬浮平台最多能跳多远,从 0 到传送门最少跃迁几次?

题目是什么

nums=[2,3,1,1,4]:悬浮平台最多能跳多远,从 0 到传送门最少跃迁几次?

解决什么问题

当前选择永久排除了哪些更差方案,为什么以后无需反悔?

核心结论

扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。

01交互算法精讲

先说结论:这道题到底解决什么

怎样从“nums=[2,3,1,1,4]:悬浮平台最多能跳多远,从 0 到传送门最少跃迁几次?”推导出 贪心 · 层扫描,并证明每次状态变化都不会漏掉答案?

中心结论:扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。

读完必须能回答
  1. 1.暴力方案在哪里重复计算,为什么仍然是正确基线?
  2. 2.当前选择永久排除了哪些更差方案,为什么以后无需反悔?
  3. 3.不变量“在 curEnd 之前总能到达 farthest 覆盖的最远位置。”为什么能保证算法安全前进?
02交互算法精讲

完整题目与题意拆解

给定一个非负整数数组,你最初位于数组的第一个位置。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位置。

在本站主例中,nums=[2,3,1,1,4]:悬浮平台最多能跳多远,从 0 到传送门最少跃迁几次?

算法最终需要得到或观察:最少 2 次跃迁;curEnd 覆盖终点即结束。

把题目翻译成状态
  • 输入:nums=[2,3,1,1,4]:悬浮平台最多能跳多远,从 0 到传送门最少跃迁几次?
  • 机器需要维护:jumps、curEnd(当前跳右边界)、farthest(下一跳最远边界)、扫描指针 i。
  • 最终可观察结果:最少 2 次跃迁;curEnd 覆盖终点即结束。
动画 1 · 题意扫描

先看清算法到底要维护什么

先建立输入、目标、输出和第一批状态,不急着进入模板。

Step 1/20%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

在同一跳范围内更新 farthest

正在加载算法场景...
03交互算法精讲

第一层方案:暴力做法

枚举全部决策组合会指数爆炸;贪心只保留能被交换论证或支配关系证明更优的选择。

暴力方案的价值是确认题意并提供正确性基线。它通常会覆盖所有候选, 但没有保存已经确认的信息,因此同一状态会被重新计算。

动画 2 · 暴力重复

重复工作究竟发生在哪里

把重复读取或重复搜索的区域明确标出,再决定优化必须保存什么。

Step 1/20%
先做对:建立暴力基线枚举所有候选并完整验证

在同一跳范围内更新 farthest

正在加载算法场景...
优化方向:扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。
04交互算法精讲

整体地图:先做什么,再做什么

  1. 1建模把输入翻译成“局部最优路标”,明确答案需要观察什么。
  2. 2状态只维护 jumps、curEnd(当前跳右边界)、farthest(下一跳最远边界)、扫描指针 i。
  3. 3转移每一步按照 扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。
  4. 4收尾读取 最少 2 次跃迁;curEnd 覆盖终点即结束。,并复核边界与复杂度。
05交互算法精讲

局部最优路标:核心概念

局部选择必须带着“替换任何其他选择都不会更差”的证明。

这道题不是为了记住一个组件名称,而是为了让状态具有可解释的语义:jumps、curEnd(当前跳右边界)、farthest(下一跳最远边界)、扫描指针 i。

核心不变量
  • 在 curEnd 之前总能到达 farthest 覆盖的最远位置。
动画 3 · 核心概念

建立“局部最优路标”心智模型

用主例建立核心状态,先预测下一步,再公开正确分支和理由。

Step 1/30%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

在同一跳范围内更新 farthest

正在加载算法场景...
06交互算法精讲

核心机制:状态如何一步步变化

要求找到最少跳跃次数,顺理成章的会想到用贪心算法解题。扫描步数数组,维护当前能够到达最大下标的位置,记为能到达的最远边界,如果扫描过程中到达了最远边界,更新边界并将跳跃次数 + 1。 扫描数组的时候,其实不需要扫描最后一个元素,因为在跳到最后一个元素之前,能到达的最远边界一定大于等于最后一个元素的位置,不然就跳不到最后一个元素,到达不了终点了;如果遍历到最后一个元素,说明边界正好为最后一个位置,最终跳跃次数直接 + 1 即可,也不需要访问最后一个元素。

扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。

执行过程中持续维护:jumps、curEnd(当前跳右边界)、farthest(下一跳最远边界)、扫描指针 i。

正确性依赖以下不变量:在 curEnd 之前总能到达 farthest 覆盖的最远位置。

面试时可以压缩为:一趟贪心:更新 farthest,到 curEnd 换段 jumps++,O(n)。

落到当前题,执行机制可以压缩为:扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。每一次更新都必须保持核心不变量,而不是只让样例碰巧得到正确答案。

动画 4 · 机制构建

一次状态转移为什么成立

集中观察一次选择、计算和状态写回,让变量变化与原因同时出现。

Step 1/50%
到达当前跳边界,jumps+1,farthest=2jumps++; curEnd=farthest

必须再跳一次,下一跳最远 2

正在加载算法场景...
07交互算法精讲

正确性证明:为什么不会漏答案

初始化

初始化:算法开始时,全部合法候选仍在状态表示范围内;在 curEnd 之前总能到达 farthest 覆盖的最远位置。

保持

保持:执行“扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。”时,只删除已经能证明不可能的候选,并把新信息写回 jumps、curEnd(当前跳右边界)、farthest(下一跳最远边界)、扫描指针 i。

终止

终止:没有待处理状态或达到命中条件时,当前可观察结果就是“最少 2 次跃迁;curEnd 覆盖终点即结束。”。

正确性抓手不是“样例跑通”,而是每一帧结束后仍能复述:在 curEnd 之前总能到达 farthest 覆盖的最远位置。
08交互算法精讲

完整执行过程

  1. 1题目与输入nums=[2,3,1,1,4]:悬浮平台最多能跳多远,从 0 到传送门最少跃迁几次? 因为:扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。
  2. 2当前跳跃边界 curEnd 与下一跳 farthest最少跳跃 = 层数。 因为:每跳覆盖一层可达范围。
  3. 3到达当前跳边界,jumps+1,farthest=2消耗一跳,更新边界。 因为:贪心选当前跳最远覆盖。
  4. 4在跳内扩展 farthest=4扩展 farthest。 因为:贪心选当前跳最远覆盖。
  5. 5到达当前跳边界,jumps+1,farthest=4消耗一跳,更新边界。 因为:贪心选当前跳最远覆盖。
  6. 6在跳内扩展 farthest=4扩展 farthest。 因为:贪心选当前跳最远覆盖。
  7. 7最少跳跃 2返回最少跳数。 因为:O(n) 贪心。
  8. 8收尾与复杂度最少 2 次跃迁;curEnd 覆盖终点即结束。 因为:时间 O(n) · 空间 O(1)。扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。
动画 5 · 完整执行

从输入完整走到可观察结果

从主例第一帧运行到答案,时间轴始终显示当前状态、因果解释和下一步。

Step 1/80%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

在同一跳范围内更新 farthest

正在加载算法场景...
09交互算法精讲

把动画和 Go 代码逐行对应

代码窗口不会按容易漂移的固定数字行号硬绑动画,而是根据当前语义阶段, 在完整 Go 实现中定位选择、计算、写回或返回分支。当前变量与高亮行一起变化。

动画 6 · 代码映射

让每个动作都落到 Go 分支

重新执行关键分支,只显示当前代码附近窗口,并说明这行为什么在此刻运行。

Step 1/60%
当前跳跃边界 curEnd 与下一跳 farthestBFS 层思想

在同一跳范围内更新 farthest

正在加载算法场景...
10交互算法精讲

完整 Go 提交代码与最小测试

完整 Go 解法
func jump(nums []int) int {
	if len(nums) == 1 {
		return 0
	}
	needChoose, canReach, step := 0, 0, 0
	for i, x := range nums {
		if i+x > canReach {
			canReach = i + x
			if canReach >= len(nums)-1 {
				return step + 1
			}
		}
		if i == needChoose {
			needChoose = canReach
			step++
		}
	}
	return step
}
最小测试集合
func main() {
    // 1. 主例
    //    输入:mode="jump-game-ii", nums=[2,3,1,1,4]
    //    期望:最少 2 次跃迁;curEnd 覆盖终点即结束。
    //
    // 2. 失败 / 未命中
    //    检查:BFS 也能做但 O(n) 贪心更轻。
    //
    // 3. 边界
    //    空输入、单元素、最小合法规模,以及答案恰好落在边界的情况。
    //
    // 4. 迁移
    //    LC55 跳跃游戏 I;LC130 被围区域
}

Go 参考实现基于 halfrost/LeetCode-Go 的 MIT 许可代码整理,并按本站教学结构补充解释与动画映射。

11交互算法精讲

正确性与复杂度

时间复杂度 O(n)

执行过程中只保留仍可能影响答案的状态。扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。

空间复杂度 O(1)

额外状态主要用于维护:jumps、curEnd(当前跳右边界)、farthest(下一跳最远边界)、扫描指针 i。

终局不变量
  • 在 curEnd 之前总能到达 farthest 覆盖的最远位置。
12交互算法精讲

最容易写错的地方

错误 1

BFS 也能做但 O(n) 贪心更轻。

边界复查

必须额外检查空输入、单元素、未命中或不可达情况,以及恰好落在边界的输入。

13交互算法精讲

最后复盘:带走逻辑链

  1. 1题意nums=[2,3,1,1,4]:悬浮平台最多能跳多远,从 0 到传送门最少跃迁几次?
  2. 2重复枚举全部决策组合会指数爆炸;贪心只保留能被交换论证或支配关系证明更优的选择。
  3. 3优化扫描当前跳覆盖层更新 farthest;i 到 curEnd 时 jumps++ 并把 curEnd 推进到 farthest。
  4. 4证明在 curEnd 之前总能到达 farthest 覆盖的最远位置。
  5. 5复杂度时间 O(n),空间 O(1)
面试表达:一趟贪心:更新 farthest,到 curEnd 换段 jumps++,O(n)。
迁移练习
  • LC55 跳跃游戏 I
  • LC130 被围区域