算法: 前缀和题目练习

文章目录


前缀和题目练习

前缀和

自己写出来了~

坑:

  • 数据太大,要用long.
java 复制代码
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int n = in.nextInt();
        int q = in.nextInt();
        long[] arr = new long[n];
        long[] dp = new long[n+1];
        for(int i=0;i<n;i++) {
            arr[i] = in.nextLong();
            dp[i+1] = arr[i] + dp[i];
        }
        while(q-- > 0){
            int l = in.nextInt();
            int r = in.nextInt();
            System.out.println(dp[r]-dp[l-1]);
        }
    }
}

题解代码:

java 复制代码
import java.util.Scanner;

// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int n = in.nextInt();
        int q = in.nextInt();
        long[] arr = new long[n+1];
        long[] dp = new long[n+1];
        for(int i=1;i<=n;i++) {
            arr[i] = in.nextLong();
            dp[i] = arr[i] + dp[i-1];
        }
        while(q-- > 0){
            int l = in.nextInt();
            int r = in.nextInt();
            System.out.println(dp[r]-dp[l-1]);
        }
    }
}

二维前缀和

自己写出来了~

在往二维数组存数据的时候,内层循环用错了,应该用 m,而不是 n.

在最后计算结果的时候,最开始没有算的太明白.

dp[i][j] 计算的是它左上方所有元素的和(包括自己)~

java 复制代码
import java.util.Scanner;

// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int n = in.nextInt();
        int m = in.nextInt();
        int q = in.nextInt();
        long[][] arr = new long[n+1][m+1];
        long[][] dp = new long[n+1][m+1];

        for(int i=1;i<=n;i++) {
            for(int j=1;j<=m;j++) {
                arr[i][j]=in.nextInt();
            }
        }
        for(int i=1;i<=n;i++) {
            for(int j=1;j<=m;j++) {
                dp[i][j] = dp[i][j-1]+dp[i-1][j]-dp[i-1][j-1]+arr[i][j];
                // System.out.printf("%d ",dp[i][j]);
            }
            // System.out.println();
        }

        while(q-- > 0) {
            int x1 = in.nextInt();
            int y1 = in.nextInt();
            int x2 = in.nextInt();
            int y2 = in.nextInt();
            System.out.println(dp[x2][y2]-dp[x2][y1-1]-dp[x1-1][y2]+dp[x1-1][y1-1]);
        }
    }
}

寻找数组的中心下标

我的第一反应是想用一个sum计算所有元素的和,然后除 2 得到 target,接着再使用滑动窗口寻找这个target , 发现行不通,因为数组中可能有负数和0~

自己写出来了~

坑:

  • 题目说: 如果有结果,返回最靠左的那一个~
java 复制代码
class Solution {
    public int pivotIndex(int[] nums) {
        int[] dp = new int[nums.length];
        dp[nums.length - 1] = nums[nums.length - 1];
        for (int i = nums.length - 2; i >= 0; i--) {
            dp[i] = dp[i + 1] + nums[i];
        }
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum += nums[i];
            if (sum == dp[i])
                return i;
        }
        return -1;
    }
}

除自身以外数组的乘积

自己写出来了~

优化前(空间复杂度 O(N) ):

java 复制代码
class Solution {
        public int[] productExceptSelf(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] dp1 = new int[n];
        int[] dp2 = new int[n];
        int[] ret = new int[n];

        dp1[0] = nums[0];
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            dp1[i] = dp1[i - 1] * nums[i];
        }

        dp2[n - 1] = nums[n - 1];
        for (int i = n - 2; i >= 0; i--) {
            dp2[i] = dp2[i + 1] * nums[i];
        }

        ret[0] = dp2[1];
        ret[n - 1] = dp1[n - 2];
        for (int i = 1; i < n - 1; i++) {
            ret[i] = dp1[i - 1] * dp2[i + 1];
        }

        return ret;
    }
}

优化后(空间复杂度 O(1) ):

java 复制代码
class Solution {
    public int[] productExceptSelf(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] ret = new int[n];
		
		// 计算前面元素的乘积
        ret[0] = nums[0];
        for (int i = 1; i < n - 1; i++) {
            ret[i] = ret[i - 1] * nums[i];
        }
        ret[n - 1] = ret[n - 2];
		
		// 用sum表示后面元素的乘积
        int sum = nums[n - 1];
        for (int i = n - 2; i > 0; i--) {
            ret[i] = ret[i - 1] * sum;
            sum *= nums[i];
        }
        ret[0] = sum;

        return ret;
    }
}

和为 K 的子数组

因为数组中的元素有小于等于0的数,所以不能使用滑动窗口来解题~

没写出来.

  1. 在 [0 , i - 1] 区间内,有多少个前缀和等于 sum[i] - k
  2. 使用哈希表<前缀和,出现次数>
  • 1,2 都懂, 到 3 的时候有点晕.
java 复制代码
    class Solution {
        public int subarraySum(int[] nums, int k) {
            int n = nums.length;
            HashMap<Integer, Integer> hash = new HashMap<>();
            int ret = 0;
            int sum = 0;
            hash.put(0, 1);
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                sum += nums[i];
                ret += hash.getOrDefault(sum - k, 0);
                hash.put(sum, hash.getOrDefault(sum, 0) + 1);
            }

            return ret;
        }
    }

和可被 K 整除的子数组

没写出来,但是写了个大概,就差一点,

就差 sum = (sum % k + k) % k; 这一句话...

遇到取余就满头包~

每日LeetCode,974. 和可被 K 整除的子数组

写这道题需要知道两个前置知识.

  1. 同余定理

    如果 (a - b) % n == 0 那么我们可以得到一个结论: a % n == b % n.

  2. 修正负数取模的结果

    为了防止出现负数的情况,可以使用 (a % n + n) % n 的形式保证输出结果为正.

java 复制代码
    public int subarraysDivByK(int[] nums, int k) {
        int sum = 0;
        int ret = 0;
        int n = nums.length;
        HashMap<Integer, Integer> hash = new HashMap<>();
        hash.put(0, 1);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            sum += nums[i];
            sum = (sum % k + k) % k;
            ret += hash.getOrDefault(sum, 0);
            hash.put(sum, hash.getOrDefault(sum, 0) + 1);
        }
        return ret;
    }

连续数组

这一次 HashMap 中存的就不是数字出现的次数了,而是数字出现的下标.

java 复制代码
class Solution {
    public int findMaxLength(int[] nums) {
        int ret = 0;
        int n = nums.length;

        HashMap<Integer,Integer> hash = new HashMap<>();
        int sum = 0;
        hash.put(0,-1);
        for(int i=0;i<n;i++) {
            sum += nums[i] == 0?-1:1;
            if(hash.containsKey(sum)) {
                ret = Math.max(ret,i - hash.get(sum));
            }else {
                // 当不包含 sum 时,放进hash中
                // 当 hash 中已经包含 sum 时,不必再放入

                // ret = i - hash.get(sum)
                // 我们要求的是最大值,因此hash.get(sum)越小越好,
                // 而新 put 进来的下标i 一定没有 之前的下标小
                // 也就是说新的hash.get(sum)比旧的hash.get(sum)大 
                
                // 用一句话概括:
                // 当 hash 中已经包含 sum 时,此时再更新i的话 ret 会变小
                // 因此要写 else
                hash.put(sum,i);
            }
        }

        return ret;
    }
}

矩阵区域和

坑;

  • 范围容易找错

  • 如果善用 Math 方法更好一点~

java 复制代码
class Solution {
    public int[][] matrixBlockSum(int[][] mat, int k) {
        int m = mat.length;
        int n = mat[0].length;
        int[][] ret = new int[m][n];
        int[][] dp = new int[m+1][n+1];
        for (int i = 1; i <= m; i++) {
            for (int j = 1; j <= n; j++) {
                dp[i][j] = mat[i-1][j-1] + dp[i-1][j] + dp[i][j-1] - dp[i-1][j-1];
            }
        }
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                int a = Math.min(i+k+1,m);
                int b = Math.min(j+k+1,n);
                int c = Math.max(i-k+1,1);
                int d = Math.max(j-k+1,1);
                ret[i][j] = dp[c-1][d-1] - dp[c-1][b] - dp[a][d-1] + dp[a][b];
            }
        }
        return ret;
    }
}

本文到这里就结束啦~

相关推荐
KoiHeng42 分钟前
部分排序算法的Java模拟实现(复习向,非0基础)
java·算法·排序算法
艾莉丝努力练剑8 小时前
【数据结构与算法】数据结构初阶:详解顺序表和链表(四)——单链表(下)
c语言·开发语言·数据结构·学习·算法·链表
yngsqq9 小时前
移动碰撞法 ——套料排版算法——CAD c#
算法
秋说10 小时前
【PTA数据结构 | C语言版】根据层序序列重构二叉树
c语言·数据结构·算法
秋说11 小时前
【PTA数据结构 | C语言版】前序遍历二叉树
c语言·数据结构·算法
会唱歌的小黄李12 小时前
【算法】贪心算法:最大数C++
c++·算法·贪心算法
NuyoahC12 小时前
笔试——Day8
c++·算法·笔试
墨染点香12 小时前
LeetCode Hot100 【1.两数之和、2.两数相加、3.无重复字符的最长子串】
算法·leetcode·职场和发展
秋说13 小时前
【PTA数据结构 | C语言版】二叉树层序序列化
c语言·数据结构·算法
地平线开发者13 小时前
开发者说|Aux-Think:为什么测试时推理反而让机器人「误入歧途」?
算法·自动驾驶