使用C++查找和在给定范围内的子数组数量


在本文中,我们将使用C++程序解决求和在给定范围内的子数组数量的问题。我们有一个正整数数组arr[],以及一个范围{L, R},我们需要计算总共有多少个子数组的和在这个给定的L到R范围内。这是一个简单的例子:

Input : arr[] = {1, 4, 6}, L = 3, R = 8

Output : 3

The subarrays are {1, 4}, {4}, {6}.


Input : arr[] = {2, 3, 5, 8}, L = 4, R = 13

Output : 6

The subarrays are {2, 3}, {2, 3, 5}, {3, 5},
{5}, {5, 8}, {8}.

解决方法

我们将解释两种使用C++解决这个问题的方法:

暴力法

最基本的暴力法是计算每个子数组的和,然后判断该和是否在给定范围内。(但是这种方法会花费大量时间,因为它的时间复杂度为O(n*n),其中n是数组的大小)。

高效方法

为了节省时间,我们使用另一种称为高效方法的方法。高效方法使用滑动窗口技术,使用这种技术,我们可以更快更高效地计算结果,时间复杂度为O(n)。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int subCount(int *arr, int n, int x){
    int start = 0, end = 0, sum = 0, count = 0;
    while (end < n){ // we will be moving right border in this loop
        sum = sum + arr[end];
        while(start <= end && sum >= x){ // this loop will move our left border
            sum = sum - arr[start]; // we will decrement sum while moving left border.
                                   // For excluding the previous elements.
            start++;                // and move the left border.
        }
        count = count + ((end - start) + 1); // counting the subarrays.
        end++;
    }
    return count;
}
int main(){
    int arr[] = { 1, 4, 6 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int L = 3;
    int R = 8;
    int answer;
    answer = subCount(arr, n, R)  - subCount(arr, n, (L - 1)); // Final Answer.
    cout << answer << "\n";
    return 0;
}

输出

3

以上代码的解释

在这种方法中,我们计算和小于给定范围上限的子数组数量,然后我们使用我们的subcount函数减去和小于给定范围下限的子数组数量。

Subcount函数

此函数使用滑动窗口技术来查找计数小于x的子数组的计数。

首先,我们将'end'和'start'都设置为0。当我们遍历数组时,我们保持从start到end的元素的和。之后,如果我们的start等于我们的end并且sum大于或等于x,我们开始移动我们的start并随着我们从sum中移除元素而减少我们的sum。

直到我们的sum小于x或我们的start大于end。现在我们用子数组计数增加计数,然后将右边界加1。现在,在我们的外循环结束之后,我们返回子数组的总计数。

结论

在本文中,我们使用滑动窗口技术,以O(n)的时间复杂度解决了查找和在给定范围内的子数组数量的问题。我们还学习了C++程序以及解决这个问题的完整方法(普通方法和高效方法),我们可以轻松地解决这个问题。我们可以使用其他语言(例如C、Java、Python等)编写相同的程序。

更新于:2021年11月25日

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