2079. 给植物浇水

题目描述

你打算用一个水罐给花园里的 n 株植物浇水。植物排成一行，从左到右进行标记，编号从 0 到 n - 1 。其中，第 i 株植物的位置是 x = i 。x = -1 处有一条河，你可以在那里重新灌满你的水罐。

每一株植物都需要浇特定量的水。你将会按下面描述的方式完成浇水：

按从左到右的顺序给植物浇水。
在给当前植物浇完水之后，如果你没有足够的水完全浇灌下一株植物，那么你就需要返回河边重新装满水罐。
你不能提前重新灌满水罐。

最初，你在河边（也就是，x = -1），在 x 轴上每移动 一个单位 都需要一步。

给你一个下标从 0 开始的整数数组 plants ，数组由 n 个整数组成。其中，plants[i] 为第 i 株植物需要的水量。另有一个整数 capacity 表示水罐的容量，返回浇灌所有植物需要的步数。

示例 1：

输入：plants = [2,2,3,3], capacity = 5
输出：14
解释：从河边开始，此时水罐是装满的：
- 走到植物 0 (1 步) ，浇水。水罐中还有 3 单位的水。
- 走到植物 1 (1 步) ，浇水。水罐中还有 1 单位的水。
- 由于不能完全浇灌植物 2 ，回到河边取水 (2 步)。
- 走到植物 2 (3 步) ，浇水。水罐中还有 2 单位的水。
- 由于不能完全浇灌植物 3 ，回到河边取水 (3 步)。
- 走到植物 3 (4 步) ，浇水。
需要的步数是 = 1 + 1 + 2 + 3 + 3 + 4 = 14 。

示例 2：

输入：plants = [1,1,1,4,2,3], capacity = 4
输出：30
解释：从河边开始，此时水罐是装满的：
- 走到植物 0，1，2 (3 步) ，浇水。回到河边取水 (3 步)。
- 走到植物 3 (4 步) ，浇水。回到河边取水 (4 步)。
- 走到植物 4 (5 步) ，浇水。回到河边取水 (5 步)。
- 走到植物 5 (6 步) ，浇水。
需要的步数是 = 3 + 3 + 4 + 4 + 5 + 5 + 6 = 30 。

示例 3：

输入：plants = [7,7,7,7,7,7,7], capacity = 8
输出：49
解释：每次浇水都需要重新灌满水罐。
需要的步数是 = 1 + 1 + 2 + 2 + 3 + 3 + 4 + 4 + 5 + 5 + 6 + 6 + 7 = 49 。

提示：

n == plants.length
1 <= n <= 1000
1 <= plants[i] <= 10⁶
max(plants[i]) <= capacity <= 10⁹

解法

方法一：模拟

我们可以模拟给植物浇水的过程，用一个变量 \(\textit{water}\) 表示当前水罐中的水量，初始时 \(\textit{water} = \textit{capacity}\)。

我们遍历植物，对于每一株植物：

如果当前水罐中的水量足够浇灌这株植物，我们就向前移动一步，浇灌这株植物，同时更新 \(\textit{water} = \textit{water} - \textit{plants}[i]\)。
否则我们就需要返回河边重新装满水罐，再次走到当前位置，然后向前移动一步，此时我们需要的步数为 \(i \times 2 + 1\)，然后我们浇灌这株植物，更新 \(\textit{water} = \textit{capacity} - \textit{plants}[i]\)。

最后返回总的步数即可。

时间复杂度 \(O(n)\)，其中 \(n\) 为植物的数量。空间复杂度 \(O(1)\)。

Python3JavaC++GoTypeScriptRustC

class Solution:
    def wateringPlants(self, plants: List[int], capacity: int) -> int:
        ans, water = 0, capacity
        for i, p in enumerate(plants):
            if water >= p:
                water -= p
                ans += 1
            else:
                water = capacity - p
                ans += i * 2 + 1
        return ans

class Solution {
    public int wateringPlants(int[] plants, int capacity) {
        int ans = 0, water = capacity;
        for (int i = 0; i < plants.length; ++i) {
            if (water >= plants[i]) {
                water -= plants[i];
                ans += 1;
            } else {
                water = capacity - plants[i];
                ans += i * 2 + 1;
            }
        }
        return ans;
    }
}

class Solution {
public:
    int wateringPlants(vector<int>& plants, int capacity) {
        int ans = 0, water = capacity;
        for (int i = 0; i < plants.size(); ++i) {
            if (water >= plants[i]) {
                water -= plants[i];
                ans += 1;
            } else {
                water = capacity - plants[i];
                ans += i * 2 + 1;
            }
        }
        return ans;
    }
};

func wateringPlants(plants []int, capacity int) (ans int) {
    water := capacity
    for i, p := range plants {
        if water >= p {
            water -= p
            ans++
        } else {
            water = capacity - p
            ans += i*2 + 1
        }
    }
    return
}

function wateringPlants(plants: number[], capacity: number): number {
    let [ans, water] = [0, capacity];
    for (let i = 0; i < plants.length; ++i) {
        if (water >= plants[i]) {
            water -= plants[i];
            ++ans;
        } else {
            water = capacity - plants[i];
            ans += i * 2 + 1;
        }
    }
    return ans;
}

impl Solution {
    pub fn watering_plants(plants: Vec<i32>, capacity: i32) -> i32 {
        let mut ans = 0;
        let mut water = capacity;
        for (i, &p) in plants.iter().enumerate() {
            if water >= p {
                water -= p;
                ans += 1;
            } else {
                water = capacity - p;
                ans += (i as i32) * 2 + 1;
            }
        }
        ans
    }
}

int wateringPlants(int* plants, int plantsSize, int capacity) {
    int ans = 0, water = capacity;
    for (int i = 0; i < plantsSize; ++i) {
        if (water >= plants[i]) {
            water -= plants[i];
            ans += 1;
        } else {
            water = capacity - plants[i];
            ans += i * 2 + 1;
        }
    }
    return ans;
}

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解法

方法一：模拟

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