57. 最大相等分割红包金额 | 豆包MarsCode AI刷题

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题目解析

本题要求通过对一排红包进行两次切割,使得第一部分和第三部分的红包总金额相等,并且返回第一部分的最大金额。我们可以通过前缀和和后缀和的概念来有效解决这个问题。问题的关键是如何通过切割,找到第一部分和第三部分金额相等的条件,并且要找出最大的满足条件的金额。

思路

  1. 前缀和与后缀和:我们首先需要计算出红包数组的前缀和和后缀和。前缀和用于计算任意位置之前的红包金额总和,而后缀和则是从当前位置到数组末尾的红包金额总和。

  2. 等式条件:要求第一部分和第三部分的金额相等,可以转化为: [ \text{prefix}[i] = \text{suffix}[j] ] 其中 prefix[i] 表示从红包开始到第 i 个红包的总和,suffix[j] 表示从红包第 j 个到末尾的总和。

  3. 优化策略:为了减少重复计算,我们使用一个字典 suffix_sum_count 来记录每个后缀和出现的次数,从而在遍历前缀和时可以快速查找是否存在一个符合条件的后缀和。

  4. 计算过程

    • 先计算出所有前缀和。
    • 然后从后往前遍历红包数组,计算每个位置的后缀和,并用一个字典记录这些后缀和出现的次数。
    • 对于每一个前缀和,检查是否存在相同的后缀和,如果存在,就找到了满足条件的切割方式,更新最大值。

代码详解

def solution(redpacks):
    total_sum = sum(redpacks)
    n = len(redpacks)
    max_amount = 0

    # 计算从前往后的前缀和
    prefix_sum = [0] * (n + 1)
    for i in range(n):
        prefix_sum[i + 1] = prefix_sum[i] + redpacks[i]

    # 使用一个字典记录后缀和的出现次数
    suffix_sum_count = {}
    
    # 从后往前遍历,计算后缀和
    for i in range(n - 1, 0, -1):
        # 后缀和
        suffix_sum = prefix_sum[n] - prefix_sum[i]
        
        # 只考虑非空的后缀
        if suffix_sum not in suffix_sum_count:
            suffix_sum_count[suffix_sum] = 0
        suffix_sum_count[suffix_sum] += 1
        
        # 检查当前的前缀和是否可以找到满足条件的后缀
        current_prefix = prefix_sum[i]
        if current_prefix in suffix_sum_count:
            max_amount = max(max_amount, current_prefix)

    return max_amount
  1. 初始化

    • total_sum:计算红包数组的总和,虽然此变量在代码中未直接使用,但在理解算法时,可以帮助确认是否符合题意。
    • prefix_sum:一个数组,用来存储每个位置的前缀和。prefix_sum[i] 表示从第一个红包到第 i-1 个红包的总和。
    • suffix_sum_count:一个字典,用来记录每个后缀和出现的次数。
  2. 前缀和计算

    • 通过遍历红包数组计算 prefix_sum。每次迭代,当前的 prefix_sum[i + 1] 是前一个前缀和加上当前红包的金额。
  3. 后缀和计算

    • 从后往前遍历红包数组,计算每个位置的后缀和。
    • 对每个后缀和,检查当前的前缀和是否已在字典 suffix_sum_count 中出现过。如果出现过,说明找到了满足条件的切割方式,更新最大值。
  4. 返回结果

    • 最后返回 max_amount,即第一部分和第三部分金额相等的最大金额。

知识总结

  1. 前缀和与后缀和:本题利用了前缀和和后缀和的概念来有效地将问题转化为查找相等的和的问题。前缀和是从数组开头到某一位置的总和,后缀和是从某一位置到数组末尾的总和。通过两者的结合,可以快速定位符合条件的切割点。建议多做一些类似的题目,理解如何利用这些技巧优化算法。

  2. 哈希表优化查找:在计算后缀和时,通过使用哈希表(字典)记录每个后缀和出现的次数,可以避免重复计算,提高查找效率。哈希表的查找操作通常是 O(1) 的,因此可以大大提高算法的时间效率。建议多练习字典和哈希表的使用,尤其是在涉及到计数或查找的算法题中。

  3. 贪心策略与动态规划:在某些问题中,使用贪心策略或者动态规划能减少计算的复杂度。尽管本题并不直接使用动态规划,但通过前缀和与后缀和的结合,利用哈希表存储中间状态,也有一定的动态规划思想。通过练习这些算法,可以提升解决更复杂问题的能力。

  4. 时间复杂度:前缀和和后缀和的计算分别是 O(n),遍历字典和数组的时间也是 O(n),因此总体时间复杂度为 O(n),这是一个非常高效的解决方案,适合处理较大的输入。