LeetCode 303. Range Sum Query - Immutable(数组求和)

本文介绍了一种使用前缀和数组优化区间求和操作的方法,通过预先计算数组元素的累加和,使得在查询任意区间的和时能够实现高效的O(1)时间复杂度。

原题网址:https://leetcode.com/problems/range-sum-query-immutable/

Given an integer array nums, find the sum of the elements between indices i and j (i ≤ j), inclusive.

Example:

Given nums = [-2, 0, 3, -5, 2, -1]

sumRange(0, 2) -> 1
sumRange(2, 5) -> -1
sumRange(0, 5) -> -3

Note:

  1. You may assume that the array does not change.
  2. There are many calls to sumRange function.

方法:保存数组从0~i的累加值。

public class NumArray {
    private int[] sums;
    public NumArray(int[] nums) {
        sums = new int[nums.length];
        for(int i=0; i<nums.length; i++) {
            if (i==0) sums[i] = nums[i];
            else sums[i] = sums[i-1] + nums[i];
        }
    }

    public int sumRange(int i, int j) {
        if (i==0) return sums[j];
        return sums[j]-sums[i-1];
    }
}


// Your NumArray object will be instantiated and called as such:
// NumArray numArray = new NumArray(nums);
// numArray.sumRange(0, 1);
// numArray.sumRange(1, 2);


### 解题思路 LeetCode 第80题要求删除一个有序数组中出现次数超过两次的重复元素,使得每个元素最多出现两次,并返回去重后的数组长度。此问题可以通过双指针的方法来实现。 - 由于数组是有序的,因此相同的元素一定是连续出现的。 - 使用两个指针:一个用于遍历数组(`i`),另一个用于记录不重复部分的位置(`k`)。 - 如果当前元素 `nums[i]` 不等于 `nums[k]`,说明遇到了一个新的元素,则将其放到 `nums[k+1]` 的位置,并将 `k` 后移一位。 - 如果当前元素与前一个元素相同,则跳过该元素,直到遇到不同的元素为止。 - 最终返回 `k + 1` 作为新数组的长度。 ### C语言实现 以下是针对 LeetCode 80 题的 C 语言实现代码: ```c #include <stdio.h> int removeDuplicates(int* nums, int numsSize) { if (numsSize <= 2) return numsSize; // 如果数组长度小于等于2,直接返回原长度 int k = 1; // 指向结果数组的最后一个有效位置 for (int i = 2; i < numsSize; i++) { if (nums[i] != nums[k - 1]) { // 当前元素与结果数组倒数第二个元素不同 nums[++k] = nums[i]; // 将其加入结果数组 } } return k + 1; // 返回新数组长度 } ``` ### 测试代码 以下是一个简单的测试用例,用于验证上述函数是否正确工作: ```c #include <stdio.h> int main() { int nums[] = {1, 1, 1, 2, 2, 3}; int numsSize = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]); int newLength = removeDuplicates(nums, numsSize); printf("New length: %d\n", newLength); printf("Modified array: "); for (int i = 0; i < newLength; i++) { printf("%d ", nums[i]); } printf("\n"); return 0; } ``` ### 输出示例 运行上述测试代码后,输出应为: ``` New length: 5 Modified array: 1 1 2 2 3 ``` ### 算法复杂度分析 - **时间复杂度**:O(n),其中 n 是数组的长度。只需要一次遍历即可完成操作。 - **空间复杂度**:O(1),算法在原地修改数组,没有使用额外的空间[^3]。
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