用于查找具有给定总和的子数组的Java程序 - 集合 1(非负数)

在编写Java程序时，我们可能需要查找一个数组中具有特定总和的子数组。这通常在解决优化和计算问题时非常有用。我们可以通过使用双指针法和前缀和等技术来查找这些子数组。下面是一个Java程序示例，可用于查找具有给定总和的子数组，其中所有元素都为非负数。

双指针法

双指针法是一种有效的查找子数组的技术。该方法需要两个指针，一个指向数组的开头，另一个指向数组的结尾。这两个指针向中间移动，直到找到具有特定总和的子数组。该算法的时间复杂度为O(n)，其中n是数组的长度。

public static int[] findSubArray(int[] nums, int target) {
    int start = 0, end = 0, sum = 0;
    int[] result = {-1, -1};
    
    while (end < nums.length) {
        sum += nums[end];
        while (start < end && sum > target) {
            sum -= nums[start];
            start++;
        }
        if (sum == target) {
            result[0] = start;
            result[1] = end;
            break;
        }
        end++;
    }
    
    return result;
}

该程序接受一个整数数组和目标值作为输入，并返回具有特定总和的子数组的起始和结束索引。如果没有找到这样的子数组，则返回[-1, -1]。

前缀和法

前缀和是一个数组，在其中每个索引处存储该索引之前所有元素的总和。通过使用前缀和，我们可以在O(1)时间内计算任意子段的总和。使用前缀和法可以在O(n)时间内找到具有特定总和的子数组，其中n是数组的长度。

public static int[] findSubArray(int[] nums, int target) {
    int sum = 0;
    Map<Integer, Integer> preSum = new HashMap<>();
    preSum.put(0, -1);
    int[] result = {-1, -1};
    
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        sum += nums[i];
        if (preSum.containsKey(sum - target)) {
            result[0] = preSum.get(sum - target) + 1;
            result[1] = i;
            break;
        }
        preSum.put(sum, i);
    }
    
    return result;
}

该程序接受一个整数数组和目标值作为输入，并返回具有特定总和的子数组的起始和结束索引。如果没有找到这样的子数组，则返回[-1, -1]。该算法使用哈希表存储前缀和，并查找目标总和的补码。

总结

在本文中，我们介绍了两种有效的途径来查找具有给定总和的子数组。双指针法和前缀和法都可以在O(n)时间内找到这些子数组。根据问题的复杂性和数据结构的选择，程序员可以根据需要选择适合自己的算法。