一、暴力解***超时:
import java.util.*; public class Solution { /** * max length of the subarray sum = k * @param arr int整型一维数组 the array * @param k int整型 target * @return int整型 */ public int maxlenEqualK (int[] arr, int k) { int max = 0; for (int i =0; i < arr.length; i++) { int sum = arr[i]; if (sum == k) { max = Math.max(max, i); } for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) { sum += arr[j]; if (sum == k) { int count = j - i + 1; max = Math.max(max, count); } } } return max; } }
时间复杂度: ,双重遍历;
空间复杂度: ,常数级空间复杂度。
方法二
思路
哈希
方法一的时间复杂度为,有点慢,处理较大的数据比较吃力,所以需要降低算法的时间复杂度。
其实在方法一中有很多次重复计算,譬如说,在计算了14的连续子数组的累加和后,计算15的连续子数组同样计算了一遍14的累加和,浪费资源,所以需要考虑将之前计算的数据记录下来,以减少之后累加和计算所耗费的时间。i的累加和,S(j)则表示0
令S(i)表示0j的累加和,则j+1i的累加和为S(i)-S(j)。
故可以计算S(i),并使用hash数组来存储记录S(i);因为要找出累加和为k的连续子数组,而当前已经知道S(i),那么我只需要查看hash记录中是否存在S(i)-k这么一个数值,若是存在,则找出出现最早的下标j,
,即连续子数组j+1~i满足题目要求,所以我们只需要依据上述操作,找出所有满足条件的连续子数组,并求出其中的连续最长子数组长度即可。
解法:哈希
假设s(i)是子数组arr[0…i]的累加和,那么s(j)就代表arr[0…j]的累加和,那么可求得arr[j+1…i]=s(i)-s(j)。
流程:
1.初始化变量sum=0,表示从arr[0]一直加到arr[i]的累加和。初始化变量len,表示累加到和为k的最长子数组长度。设置一个map,用来记录出现过的sum值和的它出现的最早位置,即第一次出现的位置。key代表出现过的sum,value代表第一次出现的位置。
令sum+=arr[i],即s(i),然后在map中查看是否出现过sum-k。
2.1 如果sum-k存在,则取出它首次出现的位置,假设为j,表示arr[0…j]=sum-k=s(j)。而根据之前的假设arr[j+1…i]=s(i)=s(j),此时sum=s(i),所以arr[j+1…i]=sum-(sum-k)=k。因为map的value记录的是最早出现的位置,所以此时arr[j+1…i]是以arr[i]结尾的所有子数组中,累加和为k的子数组中最长的,然后更新len。
2.2 如果sum-k,不存在,说明以arr[i]结尾的子数组中没有累加和为k的子数组
继续重复2,直到遍历完。
根据arr[j+1…i]=s(i)-s(j),所以,如果从0开始遍历,会导致j+1>=1,这样就会把以arr[0]开始的子数组漏掉了,所以应该从-1位置开始累加,也就是开始遍历时把(0,-1)加入map,表示如果任何一个数都不加时,累加和为0。
比如数组[1,2,3,3],k=6,如果不加(0,-1):
①sum=1,index=0,加入map,map=[(1,0)];
②sum=3,index=1,加入map,map=[(1,0),(3,1)];
③sum=6,index=2,加入map,map=[(1,0),(3,1),(6,2)];
④sum=9,index=3,此时map包含sum-k,即3,所以此时len的长度更新为2,即子数组为[3,3]。很显然子数组[1,2,3]才是最长的。所以不加(0,-1)会出现这种情况。
如果加了(0,-1):
①sum=1,index=0,加入map,map=[(0,-1),(1,0)];
②sum=3,index=1,加入map,map=[(0,-1),(1,0),(3,1)];
③sum=6,index=2,此时map包含sum-k,即0,此时len的长度为3,即[1,2,3];
④sum=9,index=3,此时map包含sum-k,即3,所以此时子数组为[3,3],长度是2,所以len=3;显然符合要求。
即:
1.设置变量sum = 0,表示从0位置开始一直加到i位置所有元素的和。设置变量len = 0,表示累加和为k的最长子数组长度。设置哈希表map,其中,key表示从arr最左边开始累加的过程中出现过的sum值,对应的value值则表示为sum值最早出现的位置。
2.从左到右遍历,遍历的当前元素为arr[i],
1)令sum = sum + arr[i],在map中查看是否存在sum-k。
如果sum - k存在,从map中取出sum - k对应的value值,即i - map.get(sum - k),如果大于 len,则更新len。
如果不存在,说明在必须以arr[i]结尾的情况下没有累加和为k的子数组。
2)检查当前的sum是否在map中,如果不存在,说明此时的sum值是第一次出现的,就把记录 (sum,i)加入到map中。如果sum存在,说明之前已经出现过sum,说明已经出现初sum,map只记录一个累加和最早出现的位置此时什么记录也不添加。
3.继续遍历下一个元素,直到所有元素遍历完。
时间复杂度: ,一层循环,遍历n个数据;
空间复杂度: ,使用hash数组存储累加和。
import java.util.*; public class Solution { /** * max length of the subarray sum = k * @param arr int整型一维数组 the array * @param k int整型 target * @return int整型 */ public int maxlenEqualK (int[] arr, int k) { Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>(); map.put(0,-1); int sum = 0; int max = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { sum += arr[i]; if (map.containsKey(sum - k)) { max = Math.max(max, i -map.get(sum - k)); } if (!map.containsKey(sum)) { map.put(sum, i); } } return max; } }