数组元素频率范围查询的 JavaScript 程序


给定一个包含整数的数组,以及另一个包含查询的数组,每个查询表示给定的范围,由数组中的最左端和最右端索引以及一个元素表示。对于该范围或子数组,我们必须找到该范围内给定元素的频率。

元素的频率是指我们需要说明该范围内每个整数出现的次数。例如 -

如果给定数组为:[5, 2, 5, 3, 1, 5, 2, 2, 5]

查询数组为:[[0, 4, 5], [1, 7, 2]]

  • 对于第一个查询,子数组为:5, 2, 5, 3 和 1,因此 5 的频率为 2。

  • 对于第二个查询,子数组为 2, 5, 3, 1, 5, 2 和 2,因此 2 的频率为 3。

方法

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤 -

  • 首先,我们将创建一个单独的函数,以便为每个查询调用,并将查询元素作为参数传递。

  • 在函数内部,我们将获取数组的长度以遍历它,并创建一个名为 count 的变量来存储给定元素的频率。

  • 我们将使用 for 循环遍历给定的范围,并在每次迭代中,如果当前数组元素等于给定元素,则我们将增加计数。

  • 最后,我们将打印给定元素的当前计数。

示例

让我们看看实现上述步骤的正确代码,以便更好地理解 -

// function to answer their queries 
function findFre(arr, L, R, ele ){
   var n = arr.length 
   var count = 0
   // traversing over the array 
   for(var i = L; i <= R; i++){
      if(arr[i] == ele){
         count++;
      }
   }
   console.log("The frequency of the " + ele + " in the range " + L + " to " + R + " is: " + count);
}
// defining array 
var arr = [5, 2, 5, 3, 1, 5, 2, 2, 5]
console.log("arr =", arr)
var queries = [[0, 4, 5], [1, 7, 2]]
console.log("queries =", queries)
// traversing over the queries array
for(var i = 0; i<queries.length; i++){
   findFre(arr, queries[i][0], queries[i][1], queries[i][2]);
}

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 是数组的大小。时间复杂度是 N 的因素,因为我们正在遍历给定范围内的数组,对于每个查询。

上述代码的空间复杂度为 O(1),因为我们没有使用任何额外的空间来存储任何内容。

特殊情况

在上述代码中,我们得到了 O(Q*N) 的时间复杂度,如果给定数组中存在的不同元素的数量较少,则可以通过牺牲空间复杂度来改进,因为对于每个元素,可以维护一个单独的数组或映射以进行前缀和。

但是,此方法将占用大量空间,这将是 O(D*N),其中 D 是数组中存在不同元素的数量,N 是数组的长度。

通过维护前缀和,可以在 O(1) 时间内给出任何查询的答案,并且整体时间复杂度将为 O(Q),其中 Q 是查询数。

示例

var store = null;
function lb(a, l, h, k){
   if (l > h){
      return l;
   }
   var m = l + parseInt((h - l) / 2);
   if (k <= a[m]) {
      return lb(a, l, m - 1, k);
   }
   return lb(a, m + 1, h, k);
}
function ub(a, l, h, k){
   if (l > h || l == a.length){
      return l;
   }
   var m = l + parseInt((h - l) / 2);
   if (k >= a[m]){
      return ub(a, m + 1, h, k);
   }
   return ub(a, l, m - 1, k);
}
function findFre(arr, L, R, ele){
   var n = arr.length
   var left_side = lb(store.get(ele), 0, store.get(ele).length, L);
   var right_side = ub(store.get(ele), 0, store.get(ele).length, R);
   var count = right_side - left_side;
   console.log("The frequency of the " + ele + " in the range " + L + " to " + R + " is: " + count);
}
// defining array 
var arr = [5, 2, 5, 3, 1, 5, 2, 2, 5]
console.log("arr =", arr)
// creating a map to store the elements 
store = new Map();
for (var i = 0; i < arr.length; i++){
   if (!store.has(arr[i])){
      store.set(arr[i],new Array());
   }
   store.get(arr[i]).push(i);
}
// creating map for the different elements
// defining queries array 
var queries = [[0, 4, 5], [1, 7, 2]]
console.log("queries =", queries)
// traversing over the queries array
for(var i = 0; i<queries.length; i++){
   findFre(arr, queries[i][0], queries[i][1], queries[i][2]);
}

结论

在本教程中,我们实现了一个 JavaScript 程序来回答范围查询,以回答每个查询中提供的范围内给定元素的频率。我们遍历了数组中的给定范围,并维护了一个变量来获取计数。上述代码的时间复杂度为 O(Q*N),上述代码的空间复杂度为 O(1)。

更新于: 2023年4月12日

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