[Leetcode题解]605. 种花问题-贪心算法+卫语句重构

一. 先看一下题目

假设你有一个很长的花坛，一部分地块种植了花，另一部分却没有。可是，花卉不能种植在相邻的地块上，它们会争夺水源，两者都会死去。

给定一个花坛（表示为一个数组包含0和1，其中0表示没种植花，1表示种植了花），和一个数 n 。能否在不打破种植规则的情况下种入 n 朵花？能则返回True，不能则返回False。

重点理解： 不能连续种花， 要预留空位， 所以实际是3个连续空位只能中间种一个。

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二. 解题思路+代码

咋眼一看， 好像要dp才能解决？实际上连续多个空位的时候， 遇到偶数个位置且右边没有种植都是可以直接种花的，可以用归纳法推导一下。

• 贪心算法， 识别出连续的三个空位， 则在中间位置种花， 详见代码注释吧。

需要注意细节处理：左右边界考虑成空位即可;  边界条件比较多， 三个位置都要考虑，则以中间位置为中心进行遍历即可，只是代码复杂度要处理好;

// canPlaceFlowers1 核心使用贪心算法， 识别到连续3个空位时在中间种花;
// occupied记录上一个位置是否已种花， 遍历当前位置为空位时， 同时检查右边是否为空位；
func canPlaceFlowers1(flowerbed []int, n int) bool {
    plant := 0        // 记录当前可以新种植的数量
    occupied := false // 初始化时， 左边界认为没有被占用
    for i := 0; i < len(flowerbed); i++ {
        if !occupied && flowerbed[i] == 0 {
            // 当前有空位， 且右边有空位则贪心算法在该位置种植
            if i+1 < len(flowerbed) {
                // 下一个位置可以种则才需要刷新occupied标记， 否则保持为false
                if flowerbed[i+1] != 1 {
                    plant++
                    if plant >= n {
                        return true
                    }
                    occupied = true
                }
            } else {
                // 已到尾部， 不用判定右边界
                plant++
                return plant >= n
            }
        } else {
            // 注意以当前位置的种植情况进行更新
            occupied = flowerbed[i] == 1
        }
    }
    return plant >= n
}

三. 重构一下+代码

上面的代码是看到题目理了一下思路后直接就开始写的， 最深处缩进了5层，复杂度直线拉升， 还容易边界处理错误 ：） 灵机一动， 卫语句刚好适用于这种问题的重构呢;

// canPlaceFlowers 使用贪心算法实现， 在上面直观解法上进行了逻辑梳理
// 重构： 以卫语句取代嵌套条件表达式（Replace Nested Conditional with Guard Clause）
func canPlaceFlowers(flowerbed []int, n int) bool {
    plant := 0        // 记录当前可以新种植的数量
    occupied := false // 初始化时， 左边界认为没有被占用
    for i := 0; i < len(flowerbed); i++ {
        // 先判定当前位置是否被占用
        if flowerbed[i] == 1 {
            occupied = true
            continue
        }

        // 在判定上一个位置是否被占用， 已被占时当前位置不能种， 直接刷新状态后跳过当前位置;
        if occupied {
            occupied = false
            continue
        }

        // 检查是否已经到了末尾， 右边界认为未被占用不用判定直接种
        if i+1 >= len(flowerbed) {
            return plant+1 >= n
        }

        // 未到末尾， 则检查右边是否有空位， 有的话直接种植
        if flowerbed[i+1] == 0 {
            plant++
            if plant >= n {
                return true
            }
            occupied = true
        }
    }
    return plant >= n
}

重构手法复习：

 简化条件表达式之以卫语句取代嵌套条件表达式（Replace Nested Conditional With Guard Clauses）

函数中的条件逻辑使人难以看清正常的执行途径。使用卫语句表现所有特殊情况。

动机：条件表达式通常有2种表现形式。

第一：所有分支都属于正常行为。

第二：条件表达式提供的答案中只有一种是正常行为，其他都是不常见的情况。

       这2类条件表达式有不同的用途。如果2条分支都是正常行为，就应该使用形如if…..else…..的条件表达式；如果某个条件极其罕见，就应该单独检查该条件，并在该条件为真时立刻从函数中返回。这样的单独检查常常被称为“卫语句”。

       Replace Nested Conditional with Guard Clauses （以卫语句取代嵌套条件表达式）的精髓是：给某个分支以特别的重视。它告诉阅读者：这种情况很罕见，如果它真的发生了，请做一些必要的整理工作，然后退出。

       “每个函数只能有一个入口和一个出口”的观念，根深蒂固于某些程序员的脑海里。现今的编程语言都会强制保证每个函数只有一个入口，至于“单一出口”规则，其实不是那么有用。保持代码清晰才是最关键的：如果单一出口能使这个函数更清晰易读，那么就使用单一出口；否则就不必这么做。

做法：1、对于每个检查，放进一个卫语句。卫语句要不就从函数返回，要不就抛出一个异常。

       2、每次将条件检查替换成卫语句后，编译并测试。如果所有卫语句都导致相同的结果，请使用 Consolidate Conditional Expression （合并条件表达式）。