LeetCode 238 - 除自身以外数组的乘积

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给你一个整数数组 nums,返回 数组 answer ,其中 answer[i] 等于 nums 中除 nums[i] 之外其余各元素的乘积 。

题目数据 保证 数组 nums之中任意元素的全部前缀元素和后缀的乘积都在  32 位 整数范围内。

请不要使用除法,且在 O(n) 时间复杂度内完成此题。

 

示例 1:

输入: nums = [1,2,3,4] 输出: [24,12,8,6]

示例 2:

输入: nums = [-1,1,0,-3,3] 输出: [0,0,9,0,0]  

提示:

  • 2 <= nums.length <= 105
  • -30 <= nums[i] <= 30
  • 保证 数组 nums之中任意元素的全部前缀元素和后缀的乘积都在  32 位 整数范围内  

进阶:你可以在 O(1) 的额外空间复杂度内完成这个题目吗?( 出于对空间复杂度分析的目的,输出数组不被视为额外空间。)

思路:

原数组:       [1       2       3       4]
左部分的乘积:   1       1      1*2    1*2*3
右部分的乘积: 2*3*4    3*4      4       1
结果:       1*2*3*4  1*3*4   1*2*4  1*2*3*1
  • 从上面可以看出,当前位置的结果就是它左部分的乘积再乘以它右部分的乘积。因此需要进行三次遍历。
  • 第一次遍历用于求左部分的乘积 left[] 。
  • 第二次遍历求右部分的乘积 right[] 。
  • 第三次遍历求 left[i] * right[i] 的对应的乘积 answer[i] 。
class Solution {
    public int[] productExceptSelf(int[] nums) {
        int length = nums.length;

        int[] left = new int[length];
        int[] right = new int[length];
        int[] answer = new int[length];

        left[0] = 1;
        for(int i=1;i<length;i++){
            left[i] = left[i-1] * nums[i -1];
        }

        right[length-1] = 1;
        for(int j = length -2 ; j>=0 ;j--){
            right[j] = right[j+1] * nums[j + 1];
        }

        for(int k=0;k<length;k++){
            answer[k] = left[k] * right[k];
        }

        return answer;
    }
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(N),其中 N 指的是数组 nums 的大小。预处理 left 和 right 数组以及最后的遍历计算都是 O(N) 的时间复杂度。
  • 空间复杂度:O(N),其中 N 指的是数组 nums 的大小。使用了 left 和 right 数组去构造答案,left 和 right 数组的长度为数组 nums 的大小。

**空间复杂度 O(1) 的方法

  • 第一次遍历求左部分的乘积 直接存入 answer[] 。
  • 第二次遍历在求右部分的乘积的同时,将最后的乘积一起求出来。
class Solution {
    public int[] productExceptSelf(int[] nums) {
        int length = nums.length;
        int[] answer = new int[length];

        answer[0] = 1;
        for (int i = 1; i < length; i++) {
            answer[i] = nums[i - 1] * answer[i - 1];
        }

       
        int right = 1;
        for (int i = length - 1; i >= 0; i--) {
            // 对于索引 i,左边的乘积为 answer[i],右边的乘积为 right
            answer[i] = answer[i] * right;
            // right 需要包含右边所有的乘积,所以计算下一个结果时需要将当前值乘到 right 上
            right *= nums[i];
        }
        return answer;
    }
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(N),其中 N 指的是数组 nums 的大小。分析与方法一相同。
  • 空间复杂度:O(1),输出数组不算进空间复杂度中,因此我们只需要常数的空间存放变量