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📜  创建一个总和为S的大小为N的数组,使得不存在总和为S或SK的子数组(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:22:40.353000             🧑  作者: Mango

题目介绍

给定正整数S和K,创建一个大小为N的整数数组,要求该数组不存在子数组的总和为S或SK。

思路分析

首先我们需要了解什么是子数组。子数组是指数组中一段连续的子序列,例如对于数组[1, 2, 3, 4],它的子数组包括[1],[2],[3],[4],[1, 2],[2, 3],[3, 4],[1, 2, 3],[2, 3, 4],[1, 2, 3, 4]。

要求数组不存在子数组的总和为S或SK,我们可以想到通过一些规则来创建数组,使得满足这个条件。

规则1:数组元素不能重复。

假设当前数组中已经存在一组满足条件的子数组且它们的和为s1,则可以在原数组的基础上再添加一个元素a,使得a!=s1,这样生成的新数组仍然满足条件。

规则2:数组中的元素要尽量分散,不要出现过多相同的元素。

为了满足该规则,我们可以在一定范围内随机生成元素,并使用一个集合来存储所有出现过的元素,如果新生成的元素已经在集合中出现过,则需要重新生成直到生成一个新的元素。

基于以上两个规则,我们可以通过以下伪代码来生成满足条件的数组:

1. 创建一个空的集合set
2. 创建一个空的数组arr,长度为N
3. 循环执行以下操作,直到生成完整个数组:
    1. 在一定范围内随机生成一个元素x,使得x不在集合set中。
    2. 将x加入到集合set中。
    3. 将x加入到数组arr中。
4. 遍历数组arr,检查是否存在子数组的总和为S或SK,如果存在,则重新生成数组。
5. 返回生成的数组arr。

代码实现

import random

def generate_array(S, K, N, range_start, range_stop):
    arr = []
    while len(arr) < N:
        x = random.randint(range_start, range_stop)
        if x not in arr:
            arr.append(x)
        else:
            continue
        if check_subarray_sum(arr, S, K):
            arr = []
    return arr

def check_subarray_sum(arr, S, K):
    for i in range(len(arr)):
        for j in range(i, len(arr)):
            if sum(arr[i:j+1]) == S or sum(arr[i:j+1]) == S*K:
                return True
    return False

在上面的代码中,我们定义了一个generate_array函数,用于生成满足条件的数组。该函数接受四个参数分别为S,K,N和表示随机数范围的range_start和range_stop。通过while循环和以下三个步骤,我们随机生成元素,并使用一个集合来存储所有已经出现过的元素,从而满足上面提到的规则1和规则2。

x = random.randint(range_start, range_stop)
if x not in arr:
    arr.append(x)
else:
    continue

在生成完整个数组后,我们需要调用check_subarray_sum函数来检查是否存在子数组的总和为S或SK,如果存在则需要重新生成数组。check_subarray_sum函数使用两个for循环来枚举所有可能的子数组,计算它们的总和是否等于S或SK,如果存在这样的子数组,则返回True,否则返回False。

总结

通过以上的实现,我们可以生成满足条件的整数数组,可以用于一些特殊场景下的测试或者其他用途。这里还有一些需要注意的点:

  1. 选择合适的范围来随机生成元素,过小的范围会导致生成的数组过于相似,而过大的范围会导致出现较多相同的元素。
  2. 当数组长度较大时,检查是否存在子数组的总和为S或SK的时间复杂度为O(N^2),需要谨慎使用。
  3. 如果无法生成满足条件的数组,该算法会陷入死循环,需要手动中止程序。