旋转数组中给定长度的连续子数组最大和查询的JavaScript程序


旋转数组意味着我们会得到一个数字,我们必须按照循环顺序向右或向左移动数组的元素。这里没有具体说明,因此我们将使用右旋转作为标准,在给定次数的旋转后,我们将返回具有最大和的子数组。我们将在文章中看到带有适当解释的代码。

问题介绍

在这个问题中,我们得到一个包含整数的数组和另一个包含查询对的数组。查询数组的每个索引包含两个整数,第一个表示当前数组旋转的次数,第二个整数表示所需子数组的长度。例如:

如果给定数组为 [5, 7, 1, 4, 3, 8, 2],查询如下:

Queries: 3 rotations and size 3
After the three rotations, the array looks like: 3, 8, 2, 5, 7, 1, 4
From the above array, the result is 15 by subarray: 8, 2, and 5.
Queries: 2 rotations and size 4
After the two rotations, the array looks like: 8, 2, 5, 7, 1, 4, 3
From the above array, the result is 22 by subarrays 8, 2, 5, and 7

让我们转向解决这个问题的方法。

朴素方法

朴素方法很简单,我们将使用两个for循环来实现给定的问题。首先,我们将遍历数组并将其顺时针旋转给定次数。然后,我们找到给定大小的子数组以及具有最大和的子数组。让我们看看它的代码:

示例

// function to rotate the array and find the subarray sum
function subSum(arr, rotations, size){
   var n = arr.length 
   var temp = new Array(n)
   var j = 0;
   for(var i = n-rotations; i<n;i++){
      temp[j] = arr[i];
      j++;
   }
   for(var i = 0; i < n-rotations; i++){
      temp[j] = arr[i];
      j++;
   }
   
   // getting the size of the first window of the given size 
   var ans = -1000000000;
   for(var i = 0; i<=n-size; i++) {
      var cur = 0;
      for(var j = i; j < i+size; j++) {
         cur += temp[j];
      }
      if(ans < cur) {
         ans = cur;
      }
   }
   console.log("The maximum sum or given subarray with size " + size + " after " + rotations + " number of rotations is " + ans);
}

// defining array 
var arr= [5, 7, 1, 4, 3, 8, 2]

// defining quries 
var queries = [[3,3], [2,4]]

// traversing over the array 
for(var i =0; i<queries.length; i++){
   subSum(arr, queries[i][0], queries[i][1]);
}

时间和空间复杂度

上述代码的时间复杂度为 O(Q*D*N),其中 Q 是查询数,D 是每个所需子数组的大小,N 是数组的长度。

上述代码的空间复杂度为 O(N),因为我们使用额外的数组来存储旋转后的数组。

高效方法

这个问题可以使用滑动窗口方法以高效的方式解决。让我们直接进入这个问题的代码,并通过它进行概述:

示例

// function to rotate the array and find the subarray sum
function subSum(arr, rotations, size){
   var n = arr.length 
   var temp = new Array(n)
   var j = 0;
   for(var i = n-rotations; i<n;i++){
      temp[j] = arr[i];
      j++;
   }
   for(var i = 0; i < n-rotations; i++){
      temp[j] = arr[i];
      j++;
   }
   
   // getting the size of the first window of the given size 
   var ans = -1000000000
   var cur = 0;
   for(var i = 0;i<size;i++){
      cur += temp[i];
   }
   ans = cur;
   for(var i = size; i<n;i++){
      cur -= temp[i-size];
      cur += temp[i];
      if(ans < cur) {
         ans = cur;
      }
   }
   console.log("The maximum sum of given subarray with size " + size + " after " + rotations + " number of rotations is " + ans);
}

// defining array 
var arr= [5, 7, 1, 4, 3, 8, 2]

// defining quries 
var queries = [[3,3], [2,4]]

// traversing over the array 
for(var i =0; i<queries.length; i++){
   subSum(arr, queries[i][0], queries[i][1]);
}

时间和空间复杂度

上述代码的时间复杂度为 O(Q*N),其中 Q 是查询数,N 是数组的长度。

上述代码的空间复杂度为 O(N),因为我们使用额外的数组来存储旋转后的数组。

结论

在本教程中,我们实现了一个 JavaScript 程序,用于查询旋转数组中给定长度的连续子数组的最大和。我们实现了一个时间复杂度为 O(N*Q*D) 的朴素方法,然后使用滑动窗口的概念将其改进为 O(N*Q) 的时间复杂度,但两个代码的空间复杂度相同,均为 O(N)。

更新于:2023年4月14日

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