题目
给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ,请你统计并返回 该数组中和为 k 的连续子数组的个数
思路
首先,要明白本题不能使用双指针或者滑动窗口,因为双指针和滑动窗口使用的一个必要条件就是能一步一步迭代,确定窗口的收缩方向,这有负数,就完全不知道是左边缩小,还是右边缩小了,因为nums[i]
可以小于0
,也就是说右指针i
向后移1
位不能保证区间会增大,左指针j
向后移1
位也不能保证区间和会减小。
二者的区别:
(1)滑动窗口:
- 右指针平稳移动,左指针视情况移动。右先行,左视定。
- 多数情况下可以先对数组进行排序处理;
- 循环条件以及边界条件一定要处理好;
- 对于负数,滑动窗口处理不好,左右摇摆了,不知道往那边走了。
(2)前缀和:
- 当循环到 i 时,往往需要前 i-1项 的和来处理;
- 多数结合HashMap ,不要重复就HashSet。
思路 : 前缀和 + 哈希表
本题是一道经典的前缀和运用题
定义 pre[i]
为 [0..i]
里所有数的和,则 pre[i]
可以由 pre[i−1]
递推而来,即:
pre[i] = pre[i−1] + nums[i]
,
那么「[j..i]
这个子数组和为 k
」这个条件可以转化为
pre[i] − pre[j−1] == k
(因为pre[i]
表示 [0..i]
的和,pre[j−1]
表示 [0..j-1]
的和,则pre[i] − pre[j−1]
表示 [0..i] - [0..j-1] = [j..i]
的和)
简单移项可得符合条件的下标 j
需要满足
pre[j−1] == pre[i] − k
所以考虑以i
结尾的和为 k
的连续子数组个数时只要统计有多少个前缀和为 pre[i]−k
的 pre[j]
即可。
建立哈希表 map,以和为键,出现次数为对应的值,记录 pre[i]
出现的次数,从左往右边更新 map
,那么以 i
结尾的答案 map[pre[i]−k]
即可在 O(1)
时间内得到。最后的答案即为所有下标结尾的和为 k
的子数组个数之和。
算法流程图如下:
PS:需要注意的是,从左往右边更新边计算的时候已经保证了map[pre[i]−k]
里记录的 pre[j]
的下标范围是 0≤j≤i
。同时, 由于pre[i]
的计算只与前一项的答案有关 ,因此可以不用建立 pre
数组,直接用 pre
变量来记录 pre[i−1]
的答案即可
java代码如下:
class Solution {
public int subarraySum(int[] nums ,int k){
int count = 0, pre = 0;
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
map.put(0,1);//对于一开始的情况,下标 0 之前没有元素,可以认为前缀和为 0,个数为 1 个
for(int i = 0; i < nums.length; i++){
pre += nums[i];//计算前缀和
if(map.containsKey(pre - k)){
count += map.get(pre - k);
}
map.put(pre, map.getOrDefault(pre,0) + 1);
}
return count;
}
}