在算法领域中,前缀和与差分数组是两种高效处理区间问题的技术。它们能在特定问题场景下将时间复杂度从 (O(n)) 降到 (O(1)),适用于频繁的区间查询与修改操作。本文将简要介绍这两种技术及其应用。
1. 前缀和 (Prefix Sum)
前缀和是指一个数组的第 (i) 个前缀和为原数组前 (i) 个元素之和。通过构建前缀和数组,我们可以高效地进行区间求和。
前缀和公式:
设原数组为 (A),前缀和数组为 (P),那么:
P[i]=A[1]+A[2]+...+A[i] P[i] = A[1] + A[2] + ... + A[i] P[i]=A[1]+A[2]+...+A[i]
利用前缀和,可以快速计算任意区间 ([l, r]) 的和:
sum(l,r)=P[r]−P[l−1] \text{sum}(l, r) = P[r] - P[l-1] sum(l,r)=P[