查找第 K 个最大和的连续子数组的Java程序
给定一个整数数组。编写一个程序,在具有负数和正数的数字数组中找到连续子数组的第 K 个最大和。
例子:
Input: a[] = {20, -5, -1}
k = 3
Output: 14
Explanation: All sum of contiguous
subarrays are (20, 15, 14, -5, -6, -1)
so the 3rd largest sum is 14.
Input: a[] = {10, -10, 20, -40}
k = 6
Output: -10
Explanation: The 6th largest sum among
sum of all contiguous subarrays is -10.
蛮力方法是将所有连续的和存储在另一个数组中,然后对其进行排序并打印第 k 个最大的值。但是在元素数量很大的情况下,我们存储连续和的数组将耗尽内存,因为连续子数组的数量会很大(二次顺序)
一种有效的方法是将数组的预和存储在 sum[] 数组中。我们可以找到从索引 i 到 j 的连续子数组的总和为 sum[j]-sum[i-1]
现在为了存储第 K 个最大的和,使用一个最小堆(优先队列),我们在其中推送连续的和直到我们得到 K 个元素,一旦我们有了 K 个元素,检查元素是否大于它插入的第 K 个元素弹出最小堆中顶部元素的最小堆,否则不插入。最后,最小堆中的顶部元素将是您的答案。
下面是上述方法的实现。
Java
// Java program to find the k-th
// largest sum of subarray
import java.util.*;
class KthLargestSumSubArray
{
// function to calculate kth largest
// element in contiguous subarray sum
static int kthLargestSum(int arr[], int n, int k)
{
// array to store predix sums
int sum[] = new int[n + 1];
sum[0] = 0;
sum[1] = arr[0];
for (int i = 2; i <= n; i++)
sum[i] = sum[i - 1] + arr[i - 1];
// priority_queue of min heap
PriorityQueue Q = new PriorityQueue ();
// loop to calculate the contiguous subarray
// sum position-wise
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
// loop to traverse all positions that
// form contiguous subarray
for (int j = i; j <= n; j++)
{
// calculates the contiguous subarray
// sum from j to i index
int x = sum[j] - sum[i - 1];
// if queue has less then k elements,
// then simply push it
if (Q.size() < k)
Q.add(x);
else
{
// it the min heap has equal to
// k elements then just check
// if the largest kth element is
// smaller than x then insert
// else its of no use
if (Q.peek() < x)
{
Q.poll();
Q.add(x);
}
}
}
}
// the top element will be then kth
// largest element
return Q.poll();
}
// Driver Code
public static void main(String[] args)
{
int a[] = new int[]{ 10, -10, 20, -40 };
int n = a.length;
int k = 6;
// calls the function to find out the
// k-th largest sum
System.out.println(kthLargestSum(a, n, k));
}
}
/* This code is contributed by Danish Kaleem */
输出:
-10
时间复杂度: O(n^2 log (k))
辅助空间:最小堆的 O(k),我们可以将 sum 数组存储在数组本身中,因为它没有用。
有关详细信息,请参阅有关 K-th Largest Sum Contiguous Subarray 的完整文章!