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https://github.com/houbb/leetcode

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 的子数组的个数 。

子数组是数组中元素的连续非空序列。

示例 1：

输入：nums = [1,1,1], k = 2 输出：2 示例 2：

输入：nums = [1,2,3], k = 3 输出：2

提示：

1 <= nums.length <= 2 * 10^4 -1000 <= nums[i] <= 1000 -10^7 <= k <= 10^7

v1-基本前缀和+HashMap

思路

1) 构建好前缀好，方便计算子数组的和，是否为 k

2）因为只有 0 和1，所以和是数组长度的一半，说明二者一样多。

直接通过 map.containsKey(sum - k) 来确认。

因为 sum[i] - sum[j] = k 则说明二者的子数组和刚好是 k

3) 总数

这里有一个需要注意点，因为原始是计算数量。

所以 map 初始化为 (0, 1) 表示如果从两开始的，前缀和为0，数量为1；

初步实现

class Solution {
    
    public int subarraySum(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;

        // 前缀和数组
        int[] prefixSum = new int[n];
        prefixSum[0] = nums[0];
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            prefixSum[i] = prefixSum[i-1] + nums[i];
        }

        // 哈希表记录前缀和第一次出现的位置
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        // 从零开始的计算  下标为0的元素，前缀和为0，数量为1
        map.put(0, 1);
        int count = 0;

        // 遍历前缀和数组
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // 查找前缀和减去 k 的位置，则说明满足等于 k
            int sum = prefixSum[i];
            if (map.containsKey(sum - k)) {
                count += map.get(sum - k);
            }

            map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);
        }

        return count;
    }

}

效果

19ms 95.20%

疑问

为什么需要 map.put(0, 1)?

map.put(0, 1); 的作用是为了处理那些从数组开始部分就满足条件的子数组，比如从第一个元素到某个位置的子数组。

让我们详细分析一下为什么需要 map.put(0, 1) ：

  1. 前缀和的定义：
    • 假设 prefixSum[i] 表示从数组开始（index 0）到 i 的元素和。
    • 为了找出从 j 到 i 的子数组和是否等于 k，我们需要满足 prefixSum[i] - prefixSum[j-1] = k。
  2. 处理从起点开始的子数组：
    • 当一个子数组从索引 0 开始时，prefixSum[i] = k 就代表了从 0 到 i 的元素和等于 k。
    • 要计算这种情况，我们将 prefixSum[0] 视作起始点的“虚拟前缀和”，因此在一开始就将 map.put(0, 1) 加入 map 中，这样一来，如果 prefixSum[i] == k，即 prefixSum[i] - 0 = k，那么可以直接从 map.get(0) 中得到值。
  3. 示例：
    • 假设 nums = [1,1,1]，k = 2，我们希望找到和为 2 的子数组。
    • 当遍历到 prefixSum[1] 时，如果 prefixSum[1] - k = 0 存在于 map 中，则说明有一个子数组的和等于 k，即 [1, 1]。
    • 如果我们没有初始化 map.put(0, 1)，就无法识别这种从开头开始的子数组情况。
  4. 总结：
    • map.put(0, 1) 的初始化确保了从数组起点计算的子数组和可以正确被计入，简化了逻辑并避免了额外判断。

疑问2：当 k = 0, nums[0] = 0 时，也是正确的吗？

本地 debug 一下就会发现：

int count = 0;

map.put(0, 1);
for (int i = 0; i < n; i++) {
    int sum = prefixSum[i];

    // 如果k=0 且 第一个元素为0，那么 i=0时，条件满足
    if (map.containsKey(sum - k)) {
        // count 不就会累加了吗？
        // count += 1;  结果刚好是1，满足条件。
        count += map.get(sum - k);
    }

    map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);
}
return count;

小结

前面做多了，这里也就很自然的想到了前缀和+HashMap

参考资料

https://leetcode.cn/problems/longest-well-performing-interval/submissions/578871050/?envType=problem-list-v2&envId=prefix-sum