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前缀和+差分
- 1.前缀和
- (1)3956. 截断数组
- (2)795. 前缀和
- (3)796. 子矩阵的和
- (4)1230. K倍区间
- (5)99. 激光炸弹
- 2.差分
- (1)797. 差分
- (2)差分矩阵
- (3)3729. 改变数组元素
- (4)100. 增减序列
1.前缀和
(1)3956. 截断数组
方法1:暴力
先用两个数组分别保存前缀和,后缀和。然后使用贪心思想来枚举后缀和的下标。
只有后缀和满足1/3的下标大于前缀和的下标,就加(具体看代码)过(19/22)数据
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 10;int n;
int a[N];
int pre[N];
int npre[N];
int h1[N], h2[N];
int cnt1, cnt2;
int sum = 0;
int main()
{cin >> n;for (int i = 1; i <= n; i++){cin >> a[i];sum += a[i];}int part = sum / 3;pre[0] = 0; //pre[i]表示前i个数的总和,这里下标从1开始有意义for (int i = 1; i <= n; i++) //前缀和{pre[i] = pre[i - 1] + a[i];if (pre[i] == part)h1[++cnt1] = i;}npre[n] = a[n];if (npre[n] == part)h2[++cnt2] = n;for (int i = n - 1; i >= 1; i--) //后缀和{npre[i] = npre[i + 1] + a[i];if (npre[i] == part)h2[++cnt2] = i;}//如此一来,存储了第一部分的part值的下标(从小到大)//又存储了第二部分的part值的下标(从大到小)//固定第二部分的下标,然后找第一部分的下标(由于从小到大,如果第二部分的下标大于第一部分下标的,则第一部分剩下的下标个数等于//当前答案个数。//然后枚举第二部分的下标,反复即可int ans = 0; //记录答案while (cnt2){int r = h2[cnt2];int temp = cnt1; //第一部分的下标while (temp){if (r > h1[temp]+1) //可以分成三个部分{ans = ans + temp;break;}temp--;}cnt2--;}cout << ans << endl;return 0;}
方法2:动态规划
枚举第二部分的位置,然后找第一部分有多少分割方案。使用动态规划的技巧来减少计算
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int N=100010;int n;
int cnt;
long long int ans=0;int pre[N];int main()
{cin>>n;int x;for(int i=1;i<=n;i++){cin>>x;pre[i]=pre[i-1]+x;}if(pre[n]%3){cout<<"0";return 0;}else{for(int i=2;i<=n-1;i++){if(pre[i-1]==pre[n]/3)cnt++;if(pre[i]==pre[n]/3*2)ans+=cnt;}}cout<<ans;return 0;
}
(2)795. 前缀和
前缀和最简单的题目,模板题
用一个数组来记录前i个元素的和.
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;const int N=100010;int n,m;
int a[N];
int pre[N];int main()
{cin>>n>>m;for(int i=1;i<=n;i++) //下标从1开始{cin>>a[i];pre[i]=pre[i-1]+a[i];}while(m--){int l,r;cin>>l>>r;cout<<pre[r]-pre[l-1]<<endl; //注意是pre[l-1],要包括a[l]那个数}return 0;
}
(3)796. 子矩阵的和
二维前缀和,
模拟过程,然后优化,反复几次即可掌握
#include<iostream>
using namespace std;const int N=1010;int g[N][N]; //矩阵
int pre[N][N]; //左上角为(1,1),右下角是(i,j)的矩阵的和int n,m,q;int main()
{cin>>n>>m>>q;for(int i=1;i<=n;i++)for(int j=1;j<=m;j++){cin>>g[i][j];pre[i][j]=pre[i][j-1]+pre[i-1][j]-pre[i-1][j-1]+g[i][j];}while(q--){int x1,x2,y1,y2;cin>>x1>>y1>>x2>>y2;cout<<pre[x2][y2]-pre[x1-1][y2]-pre[x2][y1-1]+pre[x1-1][y1-1]<<endl;}return 0;
}
(4)1230. K倍区间
这个题目,看的第一感觉应该是个简单题,没想到是个中等题,暴力只能过一半数据。
暴力:
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;const int N=1e5+10;int n,k;int a[N];
int pre[N];
int ans=0;int main()
{cin>>n>>k;for(int i=1;i<=n;i++){cin>>a[i];a[i]%=k;pre[i]=pre[i-1]+a[i];}for(int i=1;i<=n;i++){int temp=0;for(int j=i;j<=n;j++){temp+=a[j];if(temp%k==0)ans++;}}cout<<ans;return 0;
}
想到
pre[r]-pre[l-1]=k
pre[r[=pre[l-1]+k
用pre[r]作为key,r作为key存储到哈希表,没想到也只多过一个数据
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<unordered_map>
#include<vector>
using namespace std;const int N=1e5+10;int n,k;int a[N];
int pre[N];
int ans=0;int main()
{cin>>n>>k;unordered_map<int,vector<int>>Hash;for(int i=1;i<=n;i++){cin>>a[i];pre[i]=(pre[i-1]+a[i])%k;Hash[pre[i]].push_back(i);}//利用前缀和for(int i=1;i<=n;i++){if(Hash.count((pre[i-1]+k)%k)!=0) //找到区间{vector<int>t=Hash[(pre[i-1]+k)%k];for(int j=0;j<t.size();j++){if(i<=t[j]){ans+=t.size()-j;break;}}}}cout<<ans;return 0;
}
看了题解,发现距离答案一步之遥。在于
pre[r]-pre[l-1]=k等价于 pre[r]%k=pre[l-1]%k
所以找到两个前缀和相同的就好了,再利用一点动态规划的技巧.
#include<iostream>
using namespace std;
const int N=100010;int a[N];
int pre[N];
int Hash[N];int n,k;int main()
{cin>>n>>k;for(int i=1;i<=n;i++){cin>>a[i];pre[i]=(pre[i-1]+a[i])%k;}long long ans=0;Hash[0]=1; //由于对k取余,所以第一个元素可能就是kfor(int i=1;i<=n;i++) //从前往后遍历,到当前遍历到的点,前面有多少和他一样的值{ans+=Hash[pre[i]];Hash[pre[i]]++;}cout<<ans;return 0;}
(5)99. 激光炸弹
暴力
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;const int N=5010;int n,r;
int pre[N][N];int main()
{cin>>n>>r; //n表示目标点个数,r表示炸弹的范围r = min(r, 5001);while(n--){int x,y,v;cin>>x>>y>>v;pre[x+1][y+1]+=v;}//前缀和for(int i=1;i<=5001;i++)for(int j=1;j<=5001;j++)pre[i][j]=pre[i-1][j]+pre[i][j-1]-pre[i-1][j-1]+pre[i][j];int ans=0;//枚举右下角for(int i=r;i<=5001;i++){for(int j=r;j<=5001;j++)ans=max(ans,pre[i][j]-pre[i-r][j]-pre[i][j-r]+pre[i-r][j-r]);}cout<<ans;return 0;
}
2.差分
(1)797. 差分
什么是差分。
一句话:就是前缀和运输的逆运算.
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;const int N=1e5+10;
int a[N];
int b[N];int n;
int T;int main()
{cin>>n>>T;for(int i=1;i<=n;i++) //相当于,b是原数组,a是b的前缀和{cin>>a[i];b[i]=a[i]-a[i-1];}while(T--){int l,r,c;cin>>l>>r>>c;b[l]+=c;b[r+1]-=c;}int sum=0;for(int i=1;i<=n;i++){sum+=b[i];cout<<sum<<" ";}return 0;
}
(2)差分矩阵
同二维前缀和一样,就是扩展一个维度(但是很难哦)
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;const int N=1010;int pre[N][N];
int a[N][N];int n,m,q;int main()
{cin>>n>>m>>q;for(int i=1;i<=n;i++)for(int j=1;j<=m;j++){cin>>pre[i][j];a[i][j]=pre[i][j]-pre[i-1][j]-pre[i][j-1]+pre[i-1][j-1];}while(q--){int x1,x2,y1,y2,c;cin>>x1>>y1>>x2>>y2>>c;a[x1][y1]+=c;a[x1][y2+1]-=c;a[x2+1][y1]-=c;a[x2+1][y2+1]+=c;}int sum=0;for(int i=1;i<=n;i++)for(int j=1;j<=m;j++){pre[i][j]=pre[i-1][j]+pre[i][j-1]-pre[i-1][j-1]+a[i][j];cout<<pre[i][j]<<" ";if(j==m)cout<<endl;}return 0;
}
(3)3729. 改变数组元素
说实话,这个题目放在差分下面,完全不知道和差分有什么关系。
就从后往前读一遍看看哪些位置可以为1就可以了,应该是个简单到不能再简单的题,,,
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;const int N=2*(1e5+10);
int a[N]; //操作数组
int b[N]; //答案数组
int T,n;//假设两个数组a,b,a是原数组,b是a的前缀和数组。
//那么a是b的差分,b是a的原数组int main()
{cin>>T;while(T--){memset(b,0,sizeof b);cin>>n;for(int i=1;i<=n;i++)cin>>a[i];int cnt=a[n];for(int i=n;i>=1;i--){cnt=max(cnt,a[i]);if(cnt>=1){b[i]=1;cnt--;}}for(int i=1;i<=n;i++)cout<<b[i]<<" ";cout<<endl;}return 0;
}
(4)100. 增减序列
这个题目难啊,由于所有的数都要一样,所有差分数组必须除了第一个数其余全是0.由于差分数组每次操作都需要b[L]+1,b[R+1]-1或b[L]-1,b[R+1]+1.所以将正数和负数相互抵消后,剩下的数要么和b[1]抵消,要么和b[n+1]抵消。
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;const int N=1e5+10;long long int a[N];
long long int b[N];int n;int main()
{cin>>n;for(int i=1;i<=n;i++){cin>>a[i];b[i]=a[i]-a[i-1];}long long int c1=0,c2=0; //c1记录正数和,c2记录负数和for(int i=2;i<=n;i++){if(b[i]>=0)c1+=b[i];else c2+=b[i];}long long int ans=min(abs(c1),abs(c2))+abs(abs(c1)-abs(c2)); //操作个数long long int count=abs(abs(c1)-abs(c2))+1;cout<<ans<<endl<<count<<endl;return 0;
}