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如何优化“到最近人的最大距离”算法:单次遍历的简洁实现

花韻仙語

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发布时间:2026-02-18 12:27:33

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来源于php中文网

原创

如何优化“到最近人的最大距离”算法:单次遍历的简洁实现

本文介绍一种高效、简洁的单次遍历解法,替代原始多循环、逻辑冗余的实现,将时间复杂度稳定在 o(n)、空间复杂度 o(1),同时显著提升可读性与鲁棒性。

本文介绍一种高效、简洁的单次遍历解法,替代原始多循环、逻辑冗余的实现,将时间复杂度稳定在 o(n)、空间复杂度 o(1),同时显著提升可读性与鲁棒性。

在解决「到最近人的最大距离」(LeetCode 849)问题时,核心目标是:给定一个仅含 0(空座)和 1(有人)的数组,找出一个空位,使其到最近已坐人位置的距离最大化,并返回该最大距离。

原始代码虽能通过测试用例,但存在明显缺陷:

  • 使用了三次独立遍历(左端连续空位、右端连续空位、中间最长连续空段);
  • 手动维护多个计数器(left_max, right_max, curr_count, max_count),易出错且语义模糊;
  • 边界处理生硬(如 seats[0] == 0 和 seats[-1] == 0 分开判断),未利用语言特性;
  • 中间空段距离计算误用 (max_count + 1) // 2(实际应为 (gap_length) // 2),虽在整数除法下偶然正确,但逻辑不直观。

✅ 更优思路:一次线性扫描,动态追踪上一个 1 的位置,实时更新最大安全距离。关键洞察如下:

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  • 对于两端的空位(前缀或后缀),距离即为空位长度(如 [0,0,0,1] → 左端距离为 3);
  • 对于中间的空位段(如 1,0,0,0,1),最优落点必在中点,距离为 floor((right - left) / 2);
  • 因此只需记录上一个 1 的索引 p,遇到新 1 时计算中点距离,并在遍历结束后单独处理右端后缀。

以下是优化后的专业实现(Python 3,带类型提示):

from typing import List

class Solution:
    def maxDistToClosest(self, seats: List[int]) -> int:
        # 初始化:找到第一个 1 的位置作为起点
        p = seats.index(1)  # O(n),但仅执行一次
        max_dist = p  # 左端前缀距离(即 seats[0] 到第一个 1 的距离)

        # 从第二个 1 开始遍历,计算中间段的最大中点距离
        for i in range(p + 1, len(seats)):
            if seats[i] == 1:
                # 当前 1 与上一个 1 的距离为 (i - p),中点距离为 (i - p) // 2
                max_dist = max(max_dist, (i - p) // 2)
                p = i  # 更新上一个 1 的位置

        # 处理右端后缀:最后一个 1 到末尾的距离
        max_dist = max(max_dist, len(seats) - 1 - p)

        return max_dist

? 关键改进点解析

  • 单次主循环:for i in range(p + 1, len(seats)) 遍历剩余元素,避免重复扫描;
  • 语义清晰的变量名:p 表示上一个 1 的索引,max_dist 直观表达目标结果;
  • 统一边界处理:左端距离初始化为 seats.index(1),右端在循环后用 len(seats)-1-p 计算,逻辑对称;
  • 无额外空间:不使用辅助数组或栈,仅维护常数级变量;
  • 健壮性保障:seats.index(1) 在题设“至少一人”前提下安全;若需防御式编程,可加 try/except,但非必需。

? 运行验证

sol = Solution()
print(sol.maxDistToClosest([1,0,0,0,1,0,1]))      # → 2 (中间段 0,0,0 → (4-0)//2 = 2)
print(sol.maxDistToClosest([1,0,0,0]))           # → 3 (右端后缀长度 = 4-0-1 = 3)
print(sol.maxDistToClosest([0,1]))               # → 1 (左端前缀长度 = 1)
print(sol.maxDistToClosest([1,0,0,0,0,1,0,0,0,1])) # → 2 (最长中间段 0,0,0,0 → (5-0)//2 = 2)

? 总结建议
算法优化不应只追求“更短”,而应追求逻辑内聚、边界自明、易于验证。本解法将问题抽象为“三类区间(左/中/右)的最大距离取优”,用一次扫描覆盖全部场景,既符合工程可维护性要求,也体现了对问题本质的准确建模。在面试或代码审查中,此类实现更能体现扎实的分析能力与简洁的工程直觉。

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