构建乘积数组 java

题目描述

给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1]。不能使用除法。

直观思路: 
计算每一个B[i],每一次计算都要将A中除第 i 个元素外的所有元素相乘,O(n),则总的时间复杂度为O(n^2); 
O(n2)一般都不是最优算法复杂度。

改进思路: 
将计算过程画出来,寻找规律 
这里写图片描述 
如上图所示,每行跳过红色数字,黑色数字的乘积就是对应的B[i].那么以红色数字为分割线,左侧数组设为D,右侧设为C,则B= C*D; 
则 
D[0] = 1; D[i] = D[i-1] * A[i-1]; 从上到下计算 
C[len-1] = 1; C[i-1] = C[i] * A[i]; 从下到上计算 
最后的 B[i] = D[i]*C[i]; 
时间复杂度O(n),空间复杂度O(n)

代码:

package niuke.easy;

public class Multiply {

	public static void main(String[] args) {

	}

	public int[] multiply(int[] A) {

		if (A == null || A.length == 0)
			return null;
		int[] B = new int[A.length];
		int[] D = new int[A.length];
		int[] C = new int[A.length];

		D[0] = 1;
		C[A.length - 1] = 1;

		// 计算D
		for (int i = 1; i < A.length; i++) {
			D[i] = D[i - 1] * A[i - 1];
		}

		// 计算C
		for (int i = A.length - 1; i > 0; i--) {
			C[i - 1] = C[i] * A[i];
		}

		for (int i = 0; i < A.length; i++) {
			B[i] = D[i] * C[i];
		}

		return B;
	}
}





### LeetCode Hot 100 '除自身以外数组乘积' Java 解决方案 对于给定的一个整数数组 `nums`,目标是构建一个新的数组 `answer`,使得 `answer[i]` 是除了 `nums[i]` 外所有元素的乘积。此问题可以通过两次遍历实现,在不使用额外空间的情况下完成计算。 #### 方法概述 通过两个方向的扫描来解决问题:一次正向扫描用于累积左侧部分的结果;另一次反向扫描则更新右侧部分并最终形成完整的解法[^2]。 #### 正向扫描 初始化一个变量 `leftProduct` 来保存当前索引左边所有数字相乘得到的结果,并将其赋值给新创建的答案列表对应位置上。随着迭代过程不断更新这个累加器以便后续使用。 ```java public class Solution { public int[] productExceptSelf(int[] nums) { int length = nums.length; int[] answer = new int[length]; // 初始化为1是因为任何数与1相乘都等于其本身 int leftProduct = 1; for (int i = 0; i < length; ++i){ answer[i] = leftProduct; leftProduct *= nums[i]; } ``` #### 反向扫描 接着从右至左再次遍历输入数组的同时维护另一个临时变量 `rightProduct` 记录右边元素连乘结果。每一步都将之前存储好的左侧产品乘以此时获得的新因子存入答案数组相应下标的格子内。 ```java int rightProduct = 1; for (int i = length - 1; i >= 0; --i){ answer[i] *= rightProduct; rightProduct *= nums[i]; } return answer; } } ``` 这种方法不仅满足题目要求的空间复杂度 O(1),而且时间效率也达到了最优水平——线性的O(n)。
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