560. 和为 K 的子数组

📌 和为 K 的子数组 ------ 知识点总结

🧩 题目描述

给定一个整数数组,统计其中连续子数组 的和等于 K 的个数。


🔍 示例理解

示例1

数组:[1, 2, 3],K = 3

符合条件的子数组:

  • [1, 2] = 3
  • [3] = 3
    👉 答案:2

示例2(含负数)

数组:[1, -1, 2, 3, -2, 4],K = 3

符合条件的子数组有多个(包含跨区间组合)

👉 说明:负数存在时,不能用滑动窗口


❌ 暴力解法

思路

  • 枚举所有起点
  • 枚举所有终点
  • 计算区间和是否等于 K

复杂度

  • 时间复杂度:O(n²)
  • 空间复杂度:O(1)

缺点

  • 逐个累加太慢
  • 无法处理大规模数据

🚀 最优解:前缀和 + 哈希表

💡 核心思想

定义前缀和:

prefix[i] = 从数组起点到 i 的累加和

关键公式:

区间和 = prefixj - prefixi

如果:

prefixj - prefixi = K

→ prefixi = prefixj - K

👉 转化为:

在当前前缀和 sum 之前,有多少个 sum - K


🧠 算法思路

使用哈希表记录:

  • 前缀和出现的次数

遍历数组时:

  1. 更新当前前缀和 sum
  2. 查询 sum - K 是否出现过
    • 出现次数 = 以当前结尾的合法区间数量
  3. 将当前 sum 加入哈希表

🧾 初始化细节

必须初始化:

hashmap0 = 1

原因:

  • 表示"从起点开始的区间"

⚙️ 算法步骤

  1. 初始化:

    • sum = 0
    • count = 0
    • hashmap = {0: 1}
  2. 遍历数组:

    • 累加前缀和 sum += nums[i]
    • 查找 sum - K
      • 若存在,count += hashmap[sum - K]
    • 更新 hashmap[sum] += 1
  3. 返回 count


⏱️ 复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(n)(哈希表)

🎯 核心总结

  • 子数组问题 → 优先考虑 前缀和
  • "区间和问题" → 转化为 "两个前缀和之差"
  • 用哈希表优化查找过程
  • 遇到负数 → 滑动窗口失效,必须用前缀和

🧠 一句话记忆

"当前前缀和 - K,如果以前出现过,就说明存在满足条件的子数组。"

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int subarraySum(vector<int>& nums, int k) {
        int count = 0;
        map<int, int> m;
        m[0] = 1;
        int sum = 0;

        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            sum += nums[i];
            if (m.find(sum - k) != m.end()) {
                count += m[sum - k];
            }
            m[sum]++;
        }

        cout << "count: " << count << endl;
        return count;
    }
};
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