【力扣题解】560-和为 K 的子数组

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一、题目描述

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 的连续子数组的个数。

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

二、思路分析

1、 本题需要求出子数组之和为k的数组个数,如果限定了只有正数那么可以直接使用滑动窗口来解决,但这里可能存在负数,因此每次加入值不一定会增大和值,减去值不一定会减小和值;

2、 先看一个例子,对于数组【1,2,3,4,5】,按照题目要求求解。我们可以先统计一下前n项的和值出现的次数,也就是所谓的前缀和,这里将前缀和为0也统计进来:

位置前n项和[sum]出现次数
0️⃣01
1️⃣11
2️⃣31
3️⃣61
4️⃣101
5️⃣151

1) 此时假设k=6,我们肉眼可见的数组和值为6的是【1,2,3】,那么对应到前缀和里面就是3️⃣这个位置,它其实可以看成3️⃣-0️⃣ 得到的区间和值;

2) 再假设k=7,那么我们可以发现数组和值为7的是【3,4】,此时我们可以发现在前缀和中没有找到和值为7的,那么说明该子数组的起始位置并非0;此时按照滑动窗口的思路就应该移动左指针,当左指针移动到索引2时就可以发现,索引2、3构成的子数组是满足条件的,借助上一个假设我们可以发现这里的和值7其实可以通过4️⃣-2️⃣来得到,因此我们实际上可以通过前缀和的差值来得出各个区间的和值,也就可以轻易得到和值为k的子数组了。

3、 具体解题上我们还应该考虑前n项和重复出现的情况,因此这里需要使用hash表来进行前缀和的统计,并且在初始化时应该写入(0,1),否则当子数组起始位置为0时将无法被匹配到;接着我们可以确定下来每次寻找子数组时应该在hash表中寻找的键值是sum-k,因为直接寻找k只可以找到那些起始位置为0的子数组,而寻找sum-k因为我们事先插入了一个0的键值,因此这里也不会忽略掉这种情况。

三、AC 代码

class Solution {
    public int subarraySum(int[] nums, int k) {
        // 前缀和
        // key代表前缀和 value代表出现次数
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        // 加入初始值 前缀和为0的有1个
        map.put(0, 1);
        int sum = 0;
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; ++i) {
            // 计算直到当前值的前缀和
            sum += nums[i];
            // 为什么是sum-k而不是k?
            // 如果区间左值是x 区间右值是sum 那么假设区间中的和值就是k 此时sum-x == k 
            // 但是这里我们需要知道的是区间出现的次数 也就等价于求区间左值出现的次数
            // 根据上面的式子也就可以得出是sum-k
            // 为什么不用考虑sum呢? 因为sum是刚计算出来的 即使后面出现了重复 
            // 下面这个式子也会重新跑一遍 不用去map找
            count += map.getOrDefault(sum-k, 0);
            map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);
        }
        return count;
    }
}