连续子串和的整数问题 | 豆包MarsCode AI刷题

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题解:寻找可被 b 整除的连续子序列

问题描述

给定一个整数序列和一个整数 b,我们需要找出序列中所有连续子序列的和能够被 b 整除的个数。这个问题可以通过使用前缀和和哈希表来高效解决。

关键概念

在解决这个问题之前,我们需要理解几个关键概念:

  1. 前缀和:前缀和是指从序列的开始到某个位置的元素之和。通过前缀和,我们可以快速计算任意子序列的和。例如,对于序列 [a1, a2, a3, ..., an],前缀和可以表示为 prefix[i] = a1 + a2 + ... + ai

  2. 模运算:模运算是指计算一个数除以另一个数的余数。在本问题中,我们关注的是前缀和对 b 取模的结果。若两个前缀和 prefix[j]prefix[i] 的模 b 值相同,则可以推断出在这两个索引之间的子序列的和能够被 b 整除。

解题思路

  1. 初始化:我们使用一个哈希表 mod_count 来记录每个模值出现的次数。初始化时,模值 0 的出现次数为 1,因为空序列的和为 0,能够被任何正整数整除。

  2. 遍历序列:我们遍历给定的序列,逐步计算当前的前缀和 current_sum,并对其进行模 b 运算,得到 mod_value

  3. 更新计数:每当我们计算出一个新的 mod_value 时,我们检查这个模值在 mod_count 中是否已经存在。如果存在,说明当前的前缀和与之前某个前缀和的模值相同,意味着它们之间的子序列和能够被 b 整除。我们将 mod_count[mod_value] 的值加到计数器 count 中。

  4. 记录模值:无论 mod_value 是否存在,我们都需要更新 mod_count 中该模值的出现次数。

  5. 返回结果:遍历结束后,count 就是我们所求的能够被 b 整除的连续子序列的个数。

示例分析

考虑以下示例:

  • 输入:n = 3, b = 3, sequence = [1, 2, 3]

    • 前缀和的计算过程如下:
      • current_sum = 1mod_value = 1,更新 mod_count = {0: 1, 1: 1}
      • current_sum = 3mod_value = 0count 增加 1,更新 mod_count = {0: 2, 1: 1}
      • current_sum = 6mod_value = 0count 增加 2,更新 mod_count = {0: 3, 1: 1}

    最终,count 的值为 3,表示有 3 个连续子序列和能够被 3 整除。

时间复杂度

该算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是序列的长度。由于我们只需遍历序列一次,并且每次操作都在常数时间内完成,因此效率非常高。

结论

通过使用前缀和与模运算的结合,我们能够高效地解决寻找可被 b 整除的连续子序列的问题。这种方法不仅简洁明了,而且在实际应用中也具有很高的性能,适合处理较大规模的数据。