Subarray Sum Equals K

思路

对于这种给定k值找subarray的问题,我们有一个统一的解法,那就是prefix sum + 哈希。比如说我们要去找sum = 0的subarray,然后说prefix[3] = 6, prefix[8] = 6, 因为6-6=0,所以我们知道array[4,8]是一个合法解。

不过这个算法有一个情况不能覆盖,那就是当prefix subarray sum = 0,这时候我们没有短数组可以被减。这时我们可以通过一个小技巧来walkaround,那就是在traversal之前,在HashMap.put(0, -1),表示空数组的情况,这样我们就可以保证永远都有的减了。

步骤

在traversal里面,每次visit一个新的element的时候:

  • update preifxSum
  • 使用prefixSum比较b-a的逻辑
  • insert prefixSum into HashMap

题型变种

找subarray sum = 定值k, 那么使用HashMap

  • 如果题目要求的只是某一个sum = k的subaray,那么HashMap的key记录的是sum value,value记录的是index。
  • 如果题目要求的是返回所有sum = k的subarray的数量,那么HashMap的key记录的是sum value,value记录的是frequency。这样每次后面再遇到sum一样的subarray的时候,所有之前已经出现过的subarray都可以和他形成一个合法解。
  • 如果题目要求返回的是所有sum = k的具体subarray,那么HashMap的key记录的是sum value,value记录的是a list of index。这样每次后面遇到sum一样的subarray的时候,所有之前已经出现过的subarray都可以和他形成一个合法解。
  • 如果题目找到的Maximum Size Subarray Sum Equals k并且可能包含负数,那么我们就不能使用双指针了,还是要想到subarray sum equals k的解法,这里因为要找最大的size,所以如果我们遇到一个prefix sum已经在HashMap里,我们就不要去更新了。

找subarray sum closet to k,那么使用TreeMap

  • 如果题目要求的是closest sum的subarray,那么此时我们应该replace HashMap with TreeMap,其余的都不变。

找subarray sum within range [a,b],那么使用prefixSum + Binary Search in sorted array

  • 如果题目要找sum 在interval [a,b]之间的subarray的数量,那么这时候我们要进行的操作是range query,但是BST不适合binary search range query,我们还得转化成sorted array然后二分求解。

找submatrix sum = 定值k, 那么使用column prefixSum

  • 如果题目要找submatrix sum = 0, 那么我们要使用column prefixSum来把整个matrix转化回一个array来看待。比如Leetcode 363. Max Sum of Rectangle No Larger Than K

题目

  • Lintcode 138. Subarray Sum
  • Lintcode 139. Subarray Sum Closest
  • Lintcode 404. Subarray Sum II
  • Lintcode 405. Submatrix Sum
  • Leetcode 325. Maximum Size Subarray Sum Equals k
  • Leetcode 363. Max Sum of Rectangle No Larger Than K
  • Leetcode 327. Count of Range Sum (这道题和Subarray Sum II非常像,都是求subarray sum在interval区间里,区别是那道题所有的element都是非负的,所以我们在)

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