使用二进制提升在 C++ 中查找 N 个数字前缀和中第一个大于或等于 X 的元素
在这个问题中,我们给定一个包含 N 个数字的数组 arr[] 和一个整数值 x。我们的任务是创建一个程序,使用二进制提升查找 N 个数字的前缀和中第一个大于或等于 X 的元素。
数组元素的前缀和是一个数组,其每个元素都是初始数组中直到该索引的所有元素的总和。
例如 - array[] = {5, 2, 9, 4, 1}
prefixSumArray[] = {5, 7, 16, 20, 21}
让我们举个例子来理解这个问题,
Input: arr[] = {5, 2, 9, 4, 1}, X = 19 Output: 3
解决方案方法
在这里,我们将使用二进制提升的概念来解决问题。二进制提升是将给定数字的值增加 2 的幂(通过翻转位完成),范围从 0 到 N。
我们将考虑类似于提升二叉树的概念,我们将找到“P”索引的初始值。这通过翻转位来增加,确保值不大于 X。现在,我们将考虑连同这个位置“P”一起提升。
为此,我们将开始翻转数字的位,使得第 i 位翻转不会使总和大于 X。现在,我们根据“P”的值有两个情况 -
目标位置要么位于“位置 + 2^i”和“位置 + 2^(i+1)”之间,其中第 i 次提升增加了值。或者,目标位置位于“位置”和“位置 + 2^i”之间。
使用此方法,我们将考虑索引位置。
示例
程序说明我们解决方案的工作原理
#include <iostream> #include <math.h> using namespace std; void generatePrefixSum(int arr[], int prefSum[], int n){ prefSum[0] = arr[0]; for (int i = 1; i < n; i++) prefSum[i] = prefSum[i - 1] + arr[i]; } int findPreSumIndexBL(int prefSum[], int n, int x){ int P = 0; int LOGN = log2(n); if (x <= prefSum[0]) return 0; for (int i = LOGN; i >= 0; i--) { if (P + (1 << i) < n && prefSum[P + (1 << i)] < x) { P += (1 << i); } } return P + 1; } int main(){ int arr[] = { 5, 2, 9, 4, 1 }; int X = 19; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int prefSum[n] = { 0 }; generatePrefixSum(arr, prefSum, n); cout<<"The index of first elements of the array greater than the given number is "; cout<<findPreSumIndexBL(prefSum, n, X); return 0; }
输出
The index of first elements of the array greater than the given number is 3
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