【优选算法必刷100题】第027~28题(前缀和算法):寻找数组的中心下标、除自身以外数组的乘积

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目录
027 寻找数组的中心下标
力扣链接:724. 寻找数组的中心下标
力扣题解链接:前缀和优化法解决【寻找数组的中心下标】问题
题目描述:

1.1 算法思路:前缀和
我们根据中心下标的定义可知:除中心下标的元素外,该元素左边的前缀和】等于该元素右边的【后缀和】——
(1)因此,我们可以先预处理出来两个数组,一个表示前缀和,另一个表示后缀和。
(2)然后,我们可以用一个for循环枚举可能的中心下标,判断每一个位置的「前缀和」以及【后缀和】,如果二者相等,就返回当前下标。
1.2 算法实现
1.2.1 C++实现
代码演示如下——
class Solution { public: int pivotIndex(vector<int>& nums) { // 数组大小 int n = nums.size(); vector<int> f(n),g(n); // // 细节处理 // int f[0] = 0,g[n - 1] = 0; // 1、预处理前缀和数组和后缀和数组 for(int i = 1;i < n;i++) // f[0] = 0,如果i = 0开始会发生越界访问 f[i] = f[i - 1] + nums[i - 1]; for(int i = n - 2;i >= 0;i--) g[i] = g[i + 1] + nums[i + 1]; // 2、使用 for(int i = 0;i < n;i++) if(f[i] == g[i]) return i; return -1; } };时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)。

1.2.2 Java实现
代码演示如下——
class Solution { public int pivotIndex(int[] nums) { // lsum[i] 表示:[0, i - 1] 区间所有元素的和 // rsum[i] 表示:[i + 1, n - 1] 区间所有元素的和 int n = nums.length; int[] lsum = new int[n]; int[] rsum = new int[n]; // 预处理前缀和后缀和数组 for (int i = 1; i < n; i++) lsum[i] = lsum[i - 1] + nums[i - 1]; for (int i = n - 2; i >= 0; i--) rsum[i] = rsum[i + 1] + nums[i + 1]; // 判断 for (int i = 0; i < n; i++) if (lsum[i] == rsum[i]) return i; return -1; } }时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)。

1.3 博主手记
本题整个的思路、算法原理、解题过程博主在纸上推导了一遍,大家可以参考一下手记的推导过程!最好做题的过程中自己也推导一遍!!!自己能够推导很重要!

028 除自身以外数组的乘积
力扣链接:238. 除自身以外数组的乘积
力扣题解链接:前缀后缀乘积法解决【除自身以外数组的乘积】
题目描述:

2.1 算法思路
注意题目的要求,不能使用除法,并且要在O(N)的时间复杂度内完成该题。那么我们就不能使
用暴力的解法,以及求出整个数组的乘积,然后除以单个元素的方法。
继续分析,根据题意,对于每一个位置的最终结果ret[i],它是由两部分组成的:
(1)nums[0] * nums[1] * nums[2] * ... *nums[i - 1]
(2)nums[i + 1] * nums[i + 2] * ... * nums[n - 1]
于是,我们可以利用前缀和的思想,使用两个数组post和suf,分别处理出来两个信息:
(1)post表示:i位置之前的所有元素,即[0,i - 1]区间内所有元素的前缀乘积;
(2)suf表示:i位置之后的所有元素,即[i + 1,n - 1]区间内所有元素的后缀乘积然后再处理最终结果。
2.2 算法实现
2.2.1 C++实现
代码演示如下——
class Solution { public: vector<int> productExceptSelf(vector<int>& nums) { // lprod 表示:[0, i - 1] 区间内所有元素的乘积 // rprod 表示:[i + 1, n - 1] 区间内所有元素的乘积 int n = nums.size(); vector<int> lprod(n + 1), rprod(n + 1); lprod[0] = 1, rprod[n - 1] = 1; // 预处理前缀积以及后缀积 for (int i = 1; i < n; i++) lprod[i] = lprod[i - 1] * nums[i - 1]; for (int i = n - 2; i >= 0; i--) rprod[i] = rprod[i + 1] * nums[i + 1]; // 处理结果数组 vector<int> ret(n); for (int i = 0; i < n; i++) ret[i] = lprod[i] * rprod[i]; return ret; } };时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)。
2.2.2 Java实现
代码演示如下——
class Solution { public int[] productExceptSelf(int[] nums) { // lprod 表示:[0, i - 1] 区间内所有元素的乘积 // rprod 表示:[i + 1, n - 1] 区间内所有元素的乘积 int n = nums.length; int[] lprod = new int[n]; int[] rprod = new int[n]; lprod[0] = 1; rprod[n - 1] = 1; // 预处理前缀积以及后缀积 for (int i = 1; i < n; i++) lprod[i] = lprod[i - 1] * nums[i - 1]; for (int i = n - 2; i >= 0; i--) rprod[i] = rprod[i + 1] * nums[i + 1]; // 处理结果数组 int[] ret = new int[n]; for (int i = 0; i < n; i++) ret[i] = lprod[i] * rprod[i]; return ret; } }时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)。

2.3 博主手记
本题整个的思路、算法原理、解题过程博主在纸上推导了一遍,大家可以参考一下手记的推导过程!最好做题的过程中自己也推导一遍!!!自己能够推导很重要!

结尾
往期回顾:
【优选算法必刷100题】第025~26题(前缀和算法):【模版】前缀和、【模板】二维前缀和
结语:都看到这里啦!请大佬不要忘记给博主来个“一键四连”哦!
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