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    Tiger数学之家的博客:LeetCode & 剑指Offer --子数组系列:

    作者:[db:作者] 时间:2021-09-03 15:11

    LeetCode 523. 连续的子数组和

    给定一个包含非负数的数组和一个目标整数 k,编写一个函数来判断该数组是否含有连续的子数组,其大小至少为 2,总和为 k 的倍数,即总和为 n*k,其中 n 也是一个整数。

    示例 1:

    输入: [23,2,4,6,7], k = 6
    输出: True
    解释: [2,4] 是一个大小为 2 的子数组,并且和为 6。

    示例 2:

    输入: [23,2,6,4,7], k = 6
    输出: True
    解释: [23,2,6,4,7]是大小为 5 的子数组,并且和为 42。

    1. 解题思路
    1. 连续子数组和为k的倍数,可以对前缀和 sum 进行取余,取余之后的 sum 必然小于k,此时若在当前位置之前存在一个前缀和等于 sum的情况,则说明两个位置中间的和必为 0 同时也一定是 k的倍数,由此将问题转化为是否存在连续子数组和为 0 的问题。

    2. sum 保存到当前位置 i 的前缀和,mp:map<int, int> 保存 <前缀和对k的取余, 第一次出现 sum%k 的位置>

    3. 每次对sum取余,判断在位置 i之前是否存在位置使得前缀和取余后也等于 sum%k 如存在,且位置之差>1(至少有两个数)则返回true

    4. 如果一直遍历完,说明不符合条件,返回false

    注意:

    • 取余时要判断k!=0,否则会出现除零错。当k=0时,实际上就是是否存在连续子数组和为0的问题。
    2. 代码实现
    • C++:
    class Solution {
    public:
        bool checkSubarraySum(vector<int>& nums, int k) {
            map<int, int> mp;
            mp[0] = -1;
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
                sum += nums[i];
                if (k != 0) sum %= k;
                if (mp.find(sum) != mp.end()) {
                    if (i - mp[sum] > 1) return true; 
                } else {
                    mp[sum] = i;
                }
            }
            return false;
        }
    };
    

    剑指Offer(三十):连续子数组的最大和

    输入一个整型数组,数组里有正数也有负数。数组中的一个或连续多个整数组成一个子数组。求所有子数组的和的最大值。

    要求时间复杂度为O(n)。

    示例1:

    输入: nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]
    输出: 6
    解释: 连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6。

    1. 解题思路:贪心算法-原地改动
    • 利用两个变量对最大值进行记录
    • 在原地根据nums[i]和curr_sum + nums[i]进行直接比较,更新最大和的值(最大值可能为其中某个值),
    • max_sum进一步更新最大和的值,依此继续。
    2. 代码实现
    • C++:
    class Solution {
    public:
        int maxSubArray(vector<int>& nums) {
            int curr_sum = nums[0];
            int max_sum = nums[0];
            int length = nums.size();
            for (int i = 1;i<length;i++){
                curr_sum = max(nums[i],curr_sum+nums[i]);
                max_sum = max(curr_sum,max_sum);
            }
            return max_sum;
        }
    private:
        int max(int s1,int s2){
            if(s1>=s2) 
            {
                return s1;
            }
            else{
                return s2;
            }
        }
    
    };
    
    • Python
    class Solution:
        def maxSubArray(self, nums: List[int]) -> int:
            cur_num = max_num = nums[0]
            for i in range(1,len(nums)):
                cur_num = max(nums[i],cur_num+nums[i])
                max_num = max(cur_num,max_num)
            return max_num
    

    LeetCode 152. 乘积最大子数组

    给你一个整数数组 nums ,请你找出数组中乘积最大的连续子数组(该子数组中至少包含一个数字)。

    示例 1:

    输入: [2,3,-2,4]
    输出: 6
    解释: 子数组 [2,3] 有最大乘积 6。

    示例 2:

    输入: [-2,0,-1]
    输出: 0
    解释: 结果不能为 2, 因为 [-2,-1] 不是子数组。

    1. 解题思路
    • 遍历数组时计算当前最大值,不断更新
    • 令imax为当前最大值,则当前最大值为 imax = max(imax * nums[i], nums[i])
    • 由于存在负数,那么会导致最大的变最小的,最小的变最大的。因此还需要维护当前最小值imin,imin = min(imin * nums[i], nums[i])
    • 当负数出现时,则imax与imin进行交换再进行下一步计算
    • 时间复杂度:O(n)
    2. 代码实现
    • C++:
    class Solution {
    public:
        int maxProduct(vector<int>& nums) {
            int res = INT_MIN, imax = 1, imin = 1;
            for(int i=0; i<nums.size(); i++){
                if(nums[i] < 0){ 
                  int tmp = imax;
                  imax = imin;
                  imin = tmp;
                }
                imax = max(imax*nums[i], nums[i]);
                imin = min(imin*nums[i], nums[i]);
            
                res = max(res, imax);
            }
            return res;
        }
    };
    
    • python:
    class Solution:
        def maxProduct(self, nums: List[int]) -> int:
            n=len(nums)
            max_res=-float("inf")
            max_num=1
            min_num=1
            for i in range(n):
                if(nums[i]<0):
                    max_num,min_num=min_num,max_num
                max_num=max(max_num*nums[i],nums[i])
                min_num=min(min_num*nums[i],nums[i])
                max_res=max(max_num,max_res)
            return max_res
    

    剑指Offer(四十二):和为S的两个数字

    输入一个递增排序的数组和一个数字S,在数组中查找两个数,是的他们的和正好是S,如果有多对数字的和等于S,输出两个数的乘积最小的。

    输出描述:
    对应每个测试案例,输出两个数,小的先输出。

    1、思路

    对于一个数组,我们可以定义两个指针,一个从左往右遍历(pleft),另一个从右往左遍历(pright)。首先,我们比较第一个数字和最后一个数字的和curSum与给定数字sum,如果curSum < sum,那么我们就要加大输入值,所以,pleft向右移动一位,重复之前的计算;如果curSum > sum,那么我们就要减小输入值,所以,pright向左移动一位,重复之前的计算;如果相等,那么这两个数字就是我们要找的数字,直接输出即可。

    这么做的好处是,也保证了乘积最小。

    2. 代码实现
    • C++
    class Solution {
    public:
        vector<int> FindNumbersWithSum(vector<int> array,int sum) {
            vector<int> result;
            int length = array.size();
            if(length < 1){
                return result;
            }
            int pright = length - 1;
            int pleft = 0;
            
            while(pright > pleft){
                int curSum = array[pleft] + array[pright];
                if(curSum == sum){
                    result.push_back(array[pleft]);
                    result.push_back(array[pright]);
                    break;
                }
                else if(curSum < sum){
                    pleft++;
                }
                else{
                    pright--;
                }
            }
            return result;
        }
    };
    
    • Python
    class Solution:
        def FindNumbersWithSum(self, array, tsum):
            # write code here
            if len(array) <= 1:
                return []
            left, right = 0, len(array)-1
            while left < right:
                if array[left] + array[right] == tsum:
                    return array[left], array[right]
                elif array[left] + array[right] < tsum:
                    left += 1
                else:
                    right -= 1
            return []
    

    LeetCode 560. 和为K的子数组

    给定一个整数数组和一个整数 k,你需要找到该数组中和为 k 的连续的子数组的个数。

    示例 1 :

    输入:nums = [1,1,1], k = 2
    输出: 2 , [1,1] 与 [1,1] 为两种不同的情况。

    说明 :

    数组的长度为 [1, 20,000]。
    数组中元素的范围是 [-1000, 1000] ,且整数 k 的范围是 [-1e7, 1e7]。

    1. 暴力求解

    虑给定 nums 数组的每个可能的子数组,找到每个子数组的元素总和,并检查使用给定 k 获得的总和是否相等。当总和等于 k 时,我们可以递增用于存储所需结果的 count

    • C++
    class Solution {
    public:
        int subarraySum(vector<int>& nums, int