每天6道题之第十六题:和至少为K的最短子数组(队列)

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前言

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题目描述

返回 A 的最短的非空连续子数组的长度,该子数组的和至少为 K 。 如果没有和至少为 K 的非空子数组,返回 -1 。



题目解析

刚看到这道题的时候,我以为我读懂了,但其实并没有…

我知道是会用到前缀和的,因为题目中有“连续子数组”,但是 我理所当然的认为是非要从头开始的连续子数组才算数,但其实不是,如果中间某一个子数组的和至少为K了,并且最短,那么肯定返回的是这个子数组的长度。

所以现在要重新审视一下这个题目:

用前缀和肯定没有毛病,举个例子吧:

A=[17,85,93,-45,-21] K=150

虽然前三项和>150但是85+93>150而且更短。

所以要转化为队列来求:

deque<int> deq;

把此问题转化为,

遍历两次前缀和数组,找到一个x和y,令presum[x]-presum[y]>=k,并且x-y最小。


当然如果用队列来求此问题,那就将前缀和数组的下标放到队列里,然后构造一个单调的队列,而且在强调单调的同时,要记录最短长度。

(1)先将前缀和数组的第一个下标0进队列。

(2)然后遍历前缀和数组,如果下一个下标对应的值比对尾大,同时这个值和队头的值的差<k,那就将这个下标入队列,因为这个时候这个下标是什么也不满足的。

(3)如果下一个下标的值没有对尾大,即小于队尾,那就将队尾出队列,来保证单调。

(4)如果下一个下标的值与对头的值>=K,那就说明现在已经存在连续前几个子数组的和至少为K了,但是不确定是不是最短的,所以要将此时的min_len记录下来min_len=min(n+1,j-deq.front());然后将队头出队,再次比较此时这个下标对应的值和队头,如果仍然满足>=K,说明又找到一个更短的子数组的和至少为K了,如果不满足了,此时就将j入队

(5)如此做下去即可。



完整代码

//题目分析:注意到题目里有“连续子数组”很容易让人联想到前缀和数组
// 注意:我在理解该题目时存在误区 

#include<iostream>
#include<queue>
#include<string>
#include<vector>
using namespace std; 
class Solution{
	public:
		int shortestSubarray(vector<int>& A,int k){
			int ans=-1;
			if(A.empty()) return ans;
			int n=A.size();
			vector<int> presum(n+1);
			presum[0]=0;
			for(int i=1;i<=n;i++){
				presum[i]=presum[i-1]+A[i-1];
			} 
			int min_len=n+1;
			//维护一个关于前缀和数组的单调队列 
			deque<int> deq;
			for(int j=0;j<=n;j++){
				while(!deq.empty() && presum[j]<=presum[deq.back()]){//保证队列是单调的 
					deq.pop_back();
					
				}
				while(!deq.empty() && presum[j]-presum[deq.front()]>=k){
					

					min_len=min(min_len,j-deq.front()); 
					deq.pop_front();
					
				}
				
				deq.push_back(j);
			} 

			if(min_len==n+1){
				return -1;
			}
			else{
				return min_len;
			}
		}
};

int main(){
	vector<int> A;
	int n,data;
	cin>>n;
	for(int i=0;i<n;i++){
		cin>>data;
		A.push_back(data);
	}
	int k;
	cin>>k;
	int res=Solution().shortestSubarray(A,k);
	cout<<res<<endl;
	return 0;
	
	
	
}



感谢

再次感谢我帅气耐心的宁同学!我真是个幸运的孩子,能遇见这么好的同学。

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