问题描述:给定正整数数组A和正整数T,如果A存在两个不相交连续子数组的和相等且都为T,则返回两个子数组长度和的最小值,否则返回-1。java编写程序
时间: 2025-08-23 21:16:18 AIGC 浏览: 23
<think>好的,我现在需要解决这个问题:在给定的数组中找出两个不相交的连续子数组,它们的和都是指定值T,并且要使得这两个子数组的长度之和最小。我得仔细想清楚怎么用Java实现这个功能。
首先,我得明确问题的要求。两个子数组必须是不相交的,也就是它们在原数组中的位置不能重叠。而且每个子数组的和必须等于T,然后找出这样的两个子数组,使它们的总长度最短。如果没有这样的两个子数组,可能需要返回-1或者其他特定值。
接下来,我得考虑如何高效地找到所有可能的连续子数组,它们的和为T,并记录这些子数组的位置和长度。然后在这些子数组中寻找两个不相交的,总长度最小的组合。
首先想到的是可能需要预处理数组,找到所有和为T的连续子数组的信息。比如,对于每个可能的起始和结束位置,计算它们的和,如果等于T,就记录下来。这一步的时间复杂度可能会比较高,如果是暴力枚举的话,是O(n²),但n很大的时候可能不太行。但题目中没有给出数组长度的限制,所以需要考虑优化方法。
想到之前处理连续子数组和为k的问题,常用的是前缀和加上哈希表的方法。例如,对于找和为k的子数组,可以通过前缀和的差值来确定。比如,如果当前前缀和为sum[i],那么如果在之前存在前缀和为sum[i] - k,那么这两个位置之间的子数组和就是k。这种方法的时间复杂度是O(n),空间复杂度也是O(n)。
但这里的问题是需要找到两个不相交的子数组,和为T。所以可能需要先找到所有可能的子数组和为T的情况,然后在这些子数组中找两个不重叠的组合,使得它们的总长度最小。
那如何记录所有可能的和为T的子数组呢?可以遍历数组,利用前缀和的方法,记录每个前缀和出现的位置。当当前前缀和减去之前某个前缀和等于T时,就找到了一个子数组。这样可以得到所有可能的子数组的起始和结束索引。
但是如何将这些子数组存储起来,并后续处理它们之间的不重叠关系呢?
可能的步骤:
1. 预处理数组,找到所有和为T的连续子数组,并记录它们的起始和结束索引以及长度。
2. 在这些子数组中,寻找两个不重叠的子数组,使得它们的总长度最小。
3. 如果没有这样的两个子数组,则返回-1。
但问题是如何高效地完成步骤2。假设步骤1得到的子数组数目为m,那么步骤2的时间复杂度会是O(m²),这在m较大时可能效率不高。比如,如果数组中有很多个和为T的子数组,比如每个位置都有多个,那么m可能达到O(n²)级别,这时候步骤2的时间复杂度就会很高。
那有没有办法优化这个过程呢?
或者,是否可以分别找到两个子数组,使得它们的位置不重叠,并且在所有可能的组合中总长度最短?
另一个思路是,对于数组中的每一个可能的子数组A,找到在它之后或之前是否存在另一个子数组B,使得它们不重叠,且和为T。然后记录最小的总长度。
但这样可能需要遍历所有可能的子数组对,时间复杂度还是很高。
或者,可以分别记录从左到右和从右到左的最短子数组,这样可以在每个位置找到左边的最短子数组和右边的最短子数组,然后求和?
比如,先从左到右遍历,记录每个位置i之前的最短子数组和为T的长度;然后从右到左遍历,记录每个位置i之后的最短子数组和为T的长度。然后对于每个位置i,计算左边的最短长度加上右边的最短长度的最小值。
这种方法的时间复杂度可以降低到O(n),因为只需要两次遍历,并存储每个位置前后的最短子数组长度。但是否可行?
例如,假设数组是[1, 2, 3, 4, 5],T=5。那么左边的子数组可能有在位置0(1+2+2?假设例子可能需要调整),右边的可能有在后面的位置。然后对于每个分割点,计算左边和右边的最短长度之和的最小值。
这种方法是否能够覆盖所有可能的不相交的两个子数组的情况?
比如,可能存在左边有两个子数组,右边有三个,这样分割点不同,总长度可能更小。所以这种方法可能无法覆盖所有情况,因为两个子数组可能并不在某个分割点的左右,而是中间有间隔的情况。
比如,子数组A在位置0-2,子数组B在位置4-5,这两个不相交,但中间有一个位置3。这时候分割点可能在位置3,但左边的最短可能不包括A,右边的最短可能不包括B,导致无法找到正确的最小总和。
这说明这种方法可能有缺陷,无法覆盖所有情况。那怎么办?
可能需要另一种方法,即先找到所有可能的子数组和为T的情况,然后在这些子数组中找到两个不重叠的,并且总长度最小。
为了高效处理,可以按子数组的结束位置进行排序,然后使用动态规划或者类似的方法来记录前面找到的最短长度。
例如,对于每一个子数组i,我们可以记录在它之前的(即结束位置早于它的起始位置)所有子数组中,长度最短的那个。然后对于每个子数组i,计算当前子数组的长度加上前面最短的长度的总和,并取所有这样的总和的最小值。
这需要预处理所有子数组,并按起始位置排序,或者按结束位置排序,然后维护一个数据结构来快速查询在某个位置之前的最短长度。
可能的步骤:
1. 找出所有和为T的连续子数组,并记录它们的起始索引start和结束索引end,以及长度(end - start +1)。
2. 将这些子数组按照结束索引进行排序。
3. 对于每个子数组i,寻找在它开始索引之前的结束的所有子数组j(即j的end <= i的start -1),并找到其中长度最短的那个,这样两者的长度之和就是候选值。
4. 遍历所有可能的i和对应的j,找到最小的总长度。
但这个过程的时间复杂度取决于子数组的数量m。如果m很大,比如n²级别,那么时间复杂度会是O(m²),这在n较大的情况下会非常慢。
这显然不适用于较大的数组。所以需要优化。
有没有办法在O(n)或O(n²)的时间复杂度内解决这个问题?
或者,是否可以分两步处理:
第一步,找到所有可能的子数组和为T,并记录每个位置i之前的最短子数组长度。
第二步,找到每个位置i之后的最短子数组长度,然后将这两个长度相加,找到最小值。
这样时间复杂度可能是O(n),但可能无法覆盖所有情况,因为可能存在两个子数组一个在中间某个位置,另一个在更后面的位置,而它们的起始和结束位置并不被某个分割点分开。
例如,假设数组是 [a, b, c, d, e, f],其中子数组1是a-b,子数组2是d-e-f,那么它们不相交,但分割点可能在c的位置,此时i为c的位置,左边可能有子数组a-b的最短长度,右边可能有子数组d-e-f的最短长度。但可能还存在其他组合,比如子数组c-d和e-f,此时它们的分割点可能不同。因此,这种方法可能可以覆盖所有情况。
那如何具体实施呢?
首先,需要遍历数组,记录每个位置i之前的(包括i)的最短子数组和为T的长度。这可以通过前缀和的方法,同时维护一个哈希表来保存前缀和的值及其最早出现的位置。
具体来说,我们可以维护一个哈希表map,保存前缀和sum到索引的映射。初始化时,sum=0的索引为-1。然后,对于每个位置i,计算当前的前缀和sum += nums[i]。然后检查sum - T是否存在于map中,如果存在,那么说明从map.get(sum-T)+1到i这个子数组的和是T。此时,子数组的长度是i - (map.get(sum-T)+1) +1 = i - map.get(sum-T) -1 +1 = i - map.get(sum-T)。此时,我们可以记录这个子数组的长度,并比较是否是到i为止的最短长度。
不过,这里的问题是需要找到所有可能的子数组和为T的情况,并记录每个位置i之前的最短长度。或者,对于每个位置i,记录从0到i中所有以i结尾的子数组和为T的最短长度。
例如,对于每个i,可能有多个j使得sum[j..i] = T,其中j < i。我们需要找到其中最大的j,这样对应的子数组长度i-j+1是最短的。或者,需要找到最小的j,这样对应的子数组长度是最大的?或者,是否可能有多个j,所以需要找到所有可能的j,然后取长度最短的?
或者,如果我们维护哈希表中保存的是每个前缀和的最早出现位置,那么当sum-T存在时,得到的子数组长度是最大的,因为j是尽可能小的。例如,假设sum到当前是S,sum-T出现的最早位置是j,那么子数组j+1到i的和是T,而长度是i - j。如果我们希望得到最短的子数组,可能需要保存sum-T的最晚出现位置?
这可能需要调整策略。比如,如果我们想要在遍历数组时,对于每个位置i,找到以i结尾的最短的子数组和为T,那么需要记录sum-T的最后出现的位置。例如,当遇到相同的sum值时,后面的会覆盖前面的,这样每次找到的j会是最大的,因此子数组长度i-j是最小的。
比如,假设当前sum是s,并且s-T出现在位置j,那么子数组是j+1到i,长度i - j。如果s-T在多个位置出现,比如j1 < j2,那么选择最大的j(即j2),这样得到的子数组长度更短。
因此,在维护哈希表时,如果遇到相同的sum值,应该保留最新的(即较大的索引),这样每次得到的j会是最近的,从而子数组长度更短。
因此,我们可以维护一个哈希表,其中保存sum到其最后一次出现的索引。这样,当处理到i时,如果sum - T存在于哈希表中,那么子数组的起始位置是哈希表中sum-T对应的索引+1,到i,长度是i - (哈希表中的索引) = i - j。这确实是可能的。
举个例子,数组是[1,2,3,4],T=7。前缀和数组是0,1,3,6,10。当i=3时,sum=10,sum-T=3,存在于哈希表中,对应的索引是1(sum=3时是在i=2的位置)。此时子数组是索引2+1到3,即3到3,也就是数字4,和为4,显然不成立。这说明我的思路有问题。
或者可能我的例子中的T是7,sum=10,sum-T=3,对应的是前缀和为3的位置是i=1。此时子数组的起始位置是i=1+1=2,到i=3,sum是3+4=7,确实等于T。所以长度是3-1=2?即从索引2到3,长度是2。对的。所以这种情况下,哈希表中保存的是sum到其最后一次出现的索引。这样,当遇到同样的sum值时,后面的索引会覆盖前面的,从而确保当sum-T存在时,找到的j是最大的,这样得到的子数组长度更短。
这样,我们可以得到每个位置i,对应的以i结尾的最短的子数组和为T的长度。
所以,我们可以通过一次遍历,同时维护两个数组:leftMin和rightMin。其中leftMin[i]表示从0到i位置(包含i)的最短子数组和为T的长度。如果没有这样的子数组,leftMin[i]为无穷大。
同理,rightMin[i]表示从i到n-1位置的最短子数组和为T的长度。或者,可能需要另一个方向的处理。
或者,我们可以先从左到右遍历数组,记录每个位置i之前(包括i)的最短子数组和为T的长度,存储在一个数组leftMin中。然后从右到左遍历,记录每个位置i之后(包括i)的最短子数组和为T的长度,存储在数组rightMin中。这样,对于每个分割点k,我们可以将数组分成左半部分和右半部分,然后取leftMin[k] + rightMin[k+1]的最小值。这样就能找到两个不相交的子数组,一个在左半,一个在右半,总长度之和最小。
但是,这样的方法是否能覆盖所有可能的两个不相交子数组的情况?例如,可能存在两个子数组都在左半部分,但彼此不重叠,或者都在右半部分,或者一个在左半,一个在中间,另一个在右半。或者,可能两个子数组在中间部分,但彼此不重叠。例如,数组分割成三个部分,左、中、右,两个子数组分别位于左和中,或者中和右,或者左和右等。所以,这种方法可能无法覆盖所有情况,特别是当两个子数组都位于数组的中间部分,且彼此相邻但不重叠的情况。
例如,数组是 [1,2,3,4,5,6],T=5。可能的子数组是 [2,3](和为5)和 [5](和为5)。这两个子数组的位置是1-2和4-4,彼此不相交。此时,分割点k可能为2或3。leftMin[k]是2(长度2),rightMin[k+1]是1(长度1),总和为3。这会被正确计算。但是,如果两个子数组都在中间,比如在位置3-4和5-6,那么分割点k可能在4的位置,leftMin[4]是左边的最短,而rightMin[5]是右边的最短。这也能被覆盖到。所以,这种方法可能能覆盖所有情况。
那具体的步骤如何?
首先,预处理得到leftMin数组,其中leftMin[i]表示在数组的前i+1个元素(0到i)中,以i结尾的最短的连续子数组和为T的长度。如果没有这样的子数组,leftMin[i]为无穷大。
如何得到leftMin数组?
可以使用前缀和的方法,同时维护一个哈希表sumMap,记录前缀和到其最后一次出现的索引。初始化sumMap.put(0, -1)。然后,遍历数组,计算当前前缀和sum。如果sum-T存在于sumMap中,则当前子数组的起始索引是sumMap.get(sum-T)+1,结束索引是i,长度是i - (sumMap.get(sum-T))。此时,比较当前leftMin[i]是否为更小的长度。此外,还需要维护一个数组leftMin,其中leftMin[i]表示在0到i范围内,最短的子数组长度。例如,对于每个i,leftMin[i] = min(当前计算的子数组长度, leftMin[i-1]或者其他的方式?或者,leftMin[i]仅记录以i结尾的最短子数组长度,而整个leftMin数组需要保存到每个i为止的最短长度?
可能这个思路需要调整。比如,leftMin[i]应该记录的是在0到i的范围内,所有可能的和为T的子数组中的最短长度。这可能包括以i结尾的子数组,或者更早的子数组。例如,假设i=5,可能在i=3处有一个更短的子数组和为T。因此,leftMin[i]应该保存的是从0到i的所有可能的子数组和为T的最短长度,而不是仅以i结尾的子数组的长度。
那如何维护这个leftMin数组?
例如,在遍历数组时,对于每个i,计算当前可能存在的以i结尾的子数组和为T的长度,并比较当前长度是否比之前记录的更小,如果是,则更新leftMin[i]为该值,否则,保持之前的最小值。这样,leftMin数组的每个元素保存的是到当前i为止的最短长度。
具体步骤:
初始化sumMap,sum=0的索引为-1。
初始化leftMin数组,所有元素初始为无穷大(比如Integer.MAX_VALUE)。
sum = 0;
遍历数组,i从0到n-1:
sum += nums[i];
如果sum - T存在于sumMap中:
start = sumMap.get(sum - T) +1;
length = i - start +1;
当前的可能长度为length。
然后,leftMin[i] = Math.min(leftMin[i-1], length);
否则:
leftMin[i] = leftMin[i-1](假设i>0时,否则保持初始值).
但是这可能有问题,因为leftMin[i]表示到i为止的最短长度,可能不是以i结尾的子数组的长度。例如,假设在i的位置有一个子数组长度为3,而之前的最短是2,那么leftMin[i]应该是2。但是,如果之前的leftMin[i-1]是无穷大,而当前i处找到了一个子数组,那么leftMin[i]就是当前的长度。
这可能无法正确记录到i位置的最短长度,因为可能存在在i位置之前的某个位置j,有一个更短的子数组。
比如,数组是 [3, 4, -2, 1, 2], T=5。前缀和为0,3,7,5,6,8。在i=2时,sum=7,sum-T=2,不存在,所以无法找到子数组。在i=3时,sum=5,sum-T=0,存在,对应的起始索引是-1+1=0,子数组是0-3,长度4。此时leftMin[3] =4。在i=1时,sum=7,sum-T=2不存在。在i=0时,sum=3,sum-T=-2不存在。在i=4,sum=6,sum-T=1不存在。i=5时,sum=8,sum-T=3,存在,对应的起始索引是0,子数组是0-4,长度5。此时,之前的leftMin[4]可能是无穷大,那么此时leftMin[5] =5?但实际可能存在更短的子数组,比如i=3时的长度为4,或者i=2时可能没有?
或者,这个例子可能设计得不够好。
另一个例子:数组是 [1, 1, 1], T=2。前缀和为0,1,2,3。在i=1时,sum=2,sum-T=0,对应起始索引-1+1=0,子数组长度是2。此时leftMin[1] =2。在i=2时,sum=3,sum-T=1,存在(sum=1在i=0处),起始索引是0+1=1,子数组长度是2-1+1=2。此时leftMin[2] = Math.min(leftMin[1]=2, 2) =2。所以整个数组的leftMin数组是 [inf, 2, 2].
这表明,当遍历到每个i时,如果存在一个子数组和为T,那么当前的leftMin[i]是该子数组的长度和之前的最短长度中的较小者。这样,leftMin数组中的每个元素保存的是到当前i为止的最短长度。
但这样是否正确?例如,在i=2的位置,可能存在多个子数组和为T,比如子数组从0到1(sum=2),或者从1到2(sum=1+1=2)。此时,这两个子数组的长度都是2,所以最短是2。所以leftMin[2]为2是正确的。
但假设在另一个例子,数组是 [2, 3, 1, 0, 5], T=5。前缀和为0,2,5,6,6,11。在i=1,sum=5,sum-T=0,起始索引0,子数组长度2。leftMin[1]=2。在i=4,sum=11,sum-T=6,sum=6出现在i=3。起始索引3+1=4,子数组长度1(从4到4,值为5)。此时,当前的子数组长度是1,比之前的leftMin[3]可能的值更小,所以leftMin[4] =1。
这样,leftMin数组的正确性取决于是否能正确记录到每个位置i为止的最短长度。
所以,正确的做法是,在每次找到子数组和为T时,计算其长度,并与之前的最短长度比较,取较小值。否则,保持之前的最短长度。
这样,leftMin数组的构造过程是:
初始化leftMin[0...n-1]为无穷大。
sum=0;
sumMap.put(0, -1);
int[] leftMin = new int[n];
int currentMin = Integer.MAX_VALUE;
for (int i=0; i <n; i++){
sum += nums[i];
if (sumMap.containsKey(sum - T)){
int start = sumMap.get(sum - T) +1;
int length = i - start +1;
currentMin = Math.min(currentMin, length);
}
leftMin[i] = currentMin;
sumMap.put(sum, i); // 这里要保存的是sum对应的最后一次出现的i?
}
但这样是否正确?比如,sumMap中保存的是每个sum的最早出现还是最后一次出现?
如果我们需要找到以i结尾的最短的子数组和为T,那么需要sum-T的最晚出现的位置。例如,假设sum-T出现多次,那么最大的j值对应的子数组长度更短。因此,sumMap应该保存sum的最新索引。例如,当遇到相同的sum值,后面的索引会覆盖前面的。这样,当计算sum-T是否存在于sumMap时,得到的j是最大的,子数组长度最短。
例如,数组[1,3,1,3],T=4。前缀和是0,1,4,5,8。在i=1时,sum=4,sum-T=0,对应的j=-1,子数组0-1,长度2。此时leftMin[1]=2。在i=3时,sum=8,sum-T=4,sum=4在i=1。所以子数组是2-3,长度2。此时currentMin是2,所以leftMin[3]=2。但还存在另一个子数组i=3的sum=8,sum-T=4出现的位置是i=1,所以子数组是2-3,和为3+1=4?不,数组中的元素是1,3,1,3。sum=1+3+1+3=8。sum-T=4。sum=4出现在i=1,所以子数组的起始是i=1+1=2,结束是i=3,长度是2,和为1+3=4。是的。此时leftMin[3]是2。但是,如果在i=3时sumMap中的sum=5也出现吗?比如,如果数组中有sum=5的情况?
可能这个例子中的处理是正确的。
那在构造leftMin数组时,sumMap应该保存的是sum到其最后一次出现的索引。因此,在遍历时,每次遇到相同的sum值,都要更新sumMap中的索引为当前的i。例如,在每次循环的结尾,sumMap.put(sum, i)。
这样,在后续的处理中,当sum-T存在时,得到的是最近的j值,也就是最大的j,使得子数组的长度尽可能短。
那现在,构造leftMin数组的过程是:
初始化currentMin为无穷大。
sum=0;
sumMap.put(0, -1).
遍历数组,i从0到n-1:
sum += nums[i].
如果sumMap包含sum-T:
start = sumMap.get(sum-T) +1.
length = i - start +1.
currentMin = Math.min(currentMin, length).
leftMin[i] = currentMin.
sumMap.put(sum, i).
这样,每个leftMin[i]保存的是到i位置为止,所有可能的子数组和为T的最短长度。如果没有找到,则为无穷大。
同理,构造rightMin数组。rightMin[i]表示从i到数组末尾的最短子数组和为T的长度。或者,需要反向处理,计算从i到末尾的子数组和为T的最短长度。
构造rightMin数组的方法类似,但需要从右到左遍历。
例如,初始化sum=0,sumMap保存sum到其最后一次出现的索引(从右往左的话,索引可能较大),但需要注意遍历顺序。
或者,反向遍历数组,计算后缀和。例如,sum是从i到n-1的和。这可能比较复杂。
或者,可以重新定义sum为从数组末尾到当前位置的和。例如,从右往左遍历,sum每次加上当前元素,然后sum-T是否存在于sumMap中,如果存在,则子数组的结束位置是i,起始位置是sumMap.get(sum-T)-1?或者需要调整索引的处理。
举个例子,数组是 [a, b, c, d]. 从右往左遍历:
i=3(d的位置),sum +=d.
此时,如果sum-T存在,则子数组是某个位置到i的。
假设sum-T的值出现在sumMap中,对应的索引j。那么子数组的起始位置是j-1?或者可能需要重新思考索引的处理。
或者,可以将数组反向遍历,然后处理类似于正向的前缀和,但需要调整索引。
例如,在反向遍历时,sum表示从当前i到末尾的和。例如,i=3时,sum=d。i=2时,sum=c +d。i=1时,sum=b +c +d,以此类推。此时,当sum-T存在时,找到的j应该是某个位置,使得从i到j的和等于T。这可能需要另一种处理方式。
或者,可以重新定义反向的前缀和为从末尾到当前位置i的和。例如,sum_r[i] = nums[i] + nums[i+1] + ... + nums[n-1]. 然后,使用类似的方法,维护一个哈希表,记录sum_r的值及其对应的最早出现的位置(在反向遍历中的索引)。
例如,反向遍历数组,计算sum_r,并维护哈希表sumMap。初始sum=0,对应的索引为n(假设数组的索引是0到n-1)。然后,遍历i从n-1 downto 0:
sum += nums[i]
如果sum-T存在于sumMap中,那么子数组的结束位置是sumMap.get(sum-T) -1,起始位置是i。或者可能需要重新计算索引。
例如,假设sum-T的值为s,且在sumMap中保存的索引是j。那么子数组的和是sum - s = T,所以该子数组的起始位置是i,结束位置是j-1?或者可能需要更仔细的计算。
或者,反向遍历时,sum表示从i到n-1的和。此时,sum_r[i] = sum_r[i+1] + nums[i].
如果我们想要找到以i为起始位置,某个结束位置j的子数组和为T,则 sum_r[i] - sum_r[j+1] = T. 因此,sum_r[j+1] = sum_r[i] - T. 因此,当我们在反向遍历时,维护sum_r的值,并记录sum_r到当前的i的位置。当处理到i时,如果sum_r[i] - T存在于sumMap中,那么对应的j+1就是sumMap.get(sum_r[i]-T),而j就是 sumMap.get(sum_r[i]-T)-1。此时,子数组的起始位置是i,结束位置是j。
例如,假设sum_r[i] = S,那么我们需要找到sum_r[j+1] = S - T。此时,子数组i到j的和就是S - sum_r[j+1] = T.
所以,在反向遍历时,维护一个哈希表sumMap,其中保存sum_r的值为键,对应的索引是当前i的值(因为我们是反向遍历,i递减)。这样,当处理到i时,sum_r[i] = sum_r[i+1] + nums[i]。如果sum_r[i] - T存在于sumMap中,那么对应的j+1的位置是sumMap.get(sum_r[i]-T),所以j = sumMap.get(sum_r[i]-T) -1。因此,子数组的长度是j -i +1。
例如,数组是 [1,2,3,4],T=7。反向遍历:
i=3,nums[i]=4,sum=4。sumMap初始包含sum=0,对应索引4(假设数组长度为4)。此时sum-T=4-7= -3,不存在。sumMap保存4→3。rightMin[3] =无穷大.
i=2,nums[i]=3,sum=4+3=7。sum-T=0,存在于sumMap中,对应的索引是4。j+1=4 →j=3。子数组是i=2到j=3,长度是3-2+1=2。此时,rightMin[2]=2。sumMap保存7→2.
i=1,nums[i]=2,sum=7+2=9。sum-T=2,不存在。rightMin[1] =无穷大。sumMap保存9→1.
i=0,nums[i]=1,sum=9+1=10。sum-T=3,不存在。rightMin[0] =无穷大。sumMap保存10→0.
这样,rightMin数组是 [inf, inf, 2, inf]。这表示在i=2的位置有一个子数组长度为2的和为7的子数组。
这表明,反向遍历时,可以找到以i为起始的最短的子数组和为T的长度。
因此,构造rightMin数组的步骤如下:
初始化sum=0,sumMap保存sum→n(因为反向遍历时,初始的sum=0对应的是i=n的位置,即数组末尾的下一个位置)。
int[] rightMin = new int[n];
int currentRightMin = Integer.MAX_VALUE;
sumMap.put(0, n);
sum =0;
for (int i =n-1; i >=0; i--){
sum += nums[i];
if (sumMap.containsKey(sum - T)){
int j_plus_1 = sumMap.get(sum - T); // j+1是sumMap中的值
int j = j_plus_1 -1;
int length = j - i +1;
currentRightMin = Math.min(currentRightMin, length);
}
rightMin[i] = currentRightMin;
sumMap.put(sum, i);
}
这样,rightMin[i]保存的是从i到末尾的最短子数组和为T的长度。如果没有,则为无穷大。
现在,有了leftMin和rightMin数组之后,如何找到两个不相交的子数组,和为T,总长度最小?
可能的思路是,遍历所有可能的分割点k,将数组分为左半部分0到k,和右半部分k+1到n-1。然后在左边找最短的leftMin[k],在右边找最短的rightMin[k+1]。然后两者的总和就是候选值。遍历所有k从0到n-2,找到最小的总和。
例如,假设k=0,左半是0-0,右半是1-...。如果leftMin[0]存在,且rightMin[1]存在,那么总和就是它们的长度之和。如果不存在,则为无穷大。
然后,遍历所有k,找到最小的leftMin[k] + rightMin[k+1]的值。
此外,还需要考虑两个子数组都在左边或都在右边的情况吗?例如,可能存在两个子数组,一个在0-2,另一个在3-5,此时分割点k=2,那么leftMin[2]是左边的最短,rightMin[3]是右边的最短。这样会被覆盖到。但如果两个子数组都在左边,比如0-1和 2-3,分割点k=3,那么右边可能无法找到子数组,此时rightMin[4]可能不存在。所以这种方法可能无法覆盖所有情况。
比如,数组是 [1,1,1,1], T=1。可能的两个子数组是0-0和2-2。分割点k=1,那么leftMin[1]是1(子数组0-0或1-1),rightMin[2]是1(子数组2-2或3-3)。总和是2。这会被正确计算。但是如果两个子数组是0-0和1-1,分割点k=0,那么leftMin[0]是1,rightMin[1]是1(子数组1-1),总和是2。同样正确。
那这种方法是否能覆盖所有可能的不相交的子数组的情况?
假设存在两个子数组A和B,它们的起始和结束索引分别为s1, e1和 s2, e2,且e1 < s2。则存在分割点k=e1,使得A在左半部分,B在右半部分,此时leftMin[k]将包含A的长度,rightMin[k+1]将包含B的长度。此时,总和会被计算到。或者,如果有其他分割点k,例如k=s2-1,此时B在右半部分,同样会被计算到。
如果两个子数组A和B都在左半部分,比如A在0-1,B在2-3,而整个数组更大,那么分割点k=3,此时右边可能没有子数组,所以不会被计算到。这时候,我们的方法将无法找到这两个子数组。
这说明这种方法存在遗漏,无法处理两个子数组都在同一半的情况。
比如,数组是 [1,1,1,1,2,2],T=1。子数组A是0-0,子数组B是2-2。这两个子数组不相交,都在左边。分割点k=2,leftMin[2]是1,而rightMin[3]可能不存在。此时,我们的方法无法检测到这种情况,因为两个子数组都在左边,而右边没有子数组。
因此,这种方法只能找到两个子数组分别位于分割点左右的情况,而无法找到两个子数组都在左边或都在右边的情况。
那如何处理这种情况呢?
这时候,可能需要另一个方法:找到所有可能的两个子数组的组合,它们不相交,然后计算它们的总长度之和,取最小值。
然而,这会导致时间复杂度较高,因为需要遍历所有可能的子数组对。
另一个思路是,预处理数组,得到所有可能的子数组和为T的信息,然后在这些子数组中找到两个不相交的,总长度最小。
为了高效处理,可以将所有子数组按照结束索引排序,然后对于每个子数组i,找到在它之前的(即结束索引 < 起始索引i)的最短子数组j,这样总长度是i的长度 + j的长度的最小值。
这可能需要维护一个数据结构,比如,保存到当前子数组起始位置之前的所有子数组的最短长度。
例如:
1. 收集所有和为T的子数组,按起始索引从小到大排序。
2. 对每个子数组i,记录它的起始索引s_i和结束索引e_i,以及长度len_i.
3. 按照起始索引s_i的顺序遍历这些子数组。对于每个子数组i,查找所有已经处理过的子数组j,满足e_j < s_i。在这些j中,找到长度最小的一个,与当前的len_i相加,并更新全局的最小总长度。
同时,维护一个变量记录到当前位置s_i之前的最短子数组长度。例如,维护一个数组,其中保存到每个结束索引e_j的最短长度。例如,当处理子数组i时,可以查找所有e_j < s_i的最短长度。这可以通过在遍历时,维护一个前缀最小值数组,其中保存到每个结束索引为止的最短长度。
例如,可以将所有子数组按照起始索引排序,然后在遍历时,维护一个列表,保存已经处理过的子数组的结束索引和对应的长度。并且,对于当前子数组i,可以使用二分查找找到最大的结束索引e_j < s_i,对应的最短长度。或者,可以使用一个TreeMap,保存结束索引到最短长度的映射,其中键是结束索引,值是对应的最短长度。这样,对于当前s_i,可以查找最大的键e_j < s_i,并得到对应的最短长度。
这可能比较复杂,但时间复杂度可能降低到O(m log m),其中m是子数组的数量。
例如,假设已经收集了所有m个子数组,按起始索引从小到大排序。然后,初始化一个TreeMap(或类似的结构),保存结束索引到当前的最短长度的映射。同时,维护一个变量minLenSoFar,表示在某个结束索引之前的最短长度。
对于每个子数组i:
s_i是起始索引,e_i是结束索引,len_i是长度。
需要找到最大的e_j < s_i,并得到对应的最小长度。
如果存在这样的e_j,那么总长度是len_i + minLenSoFar,可能与全局最小值比较。
然后,将当前的e_i与当前的最短长度(可能比之前的更小)添加到TreeMap中。
这样,维护TreeMap中的每个结束索引e对应的到该e为止的最短长度。
例如,当处理子数组i时,如果当前的len_i比之前所有在e_i处的更短,则更新TreeMap中的e_i对应的值为len_i。否则,保留原来的更小的值。
这样,在TreeMap中,每个e对应的值是该结束索引处的最短长度。
或者,可以维护一个列表,其中每个元素保存结束索引e和到e为止的最短长度。然后,当处理子数组i时,遍历所有已处理的子数组j,其中e_j < s_i,并记录最小的len_j。
这可能比较耗时,因为对于每个i,可能需要遍历所有之前的j,直到找到符合条件的。这的时间复杂度为O(m^2),在m较大的情况下不可行。
因此,使用TreeMap或类似的数据结构可以加速这个过程。
具体步骤:
1. 收集所有子数组和为T的起始和结束索引,以及长度。这一步可以通过前缀和的方法,找到所有可能的子数组。例如,在正向遍历时,维护哈希表保存sum到最新的索引。当发现sum - T存在时,记录对应的起始索引和结束索引。
例如,遍历数组,计算前缀和sum,并维护sumMap保存sum到最新的索引。对于每个i,如果sum - T存在,则得到一个子数组,起始索引是sumMap.get(sum-T)+1,结束索引是i,长度是i - start +1.
收集所有这样的子数组,存储在一个列表list中。
2. 按子数组的起始索引s从小到大排序。
3. 初始化一个TreeMap(或者有序列表),保存结束索引e到该e为止的最短长度。例如,对于每个结束索引e,保存所有e' <=e的最短长度。或者,每次添加新的子数组时,确保TreeMap中的每个e对应的长度是到e为止的最小的。
或者,在TreeMap中保存结束索引e,并按照e升序排列。当处理一个新的子数组i时,起始索引s_i,需要找到所有e_j < s_i,并取其中最小的长度。
同时,维护一个变量minLenSoFar,表示到当前所有处理过的子数组中的最小长度。
例如,当处理子数组i时:
- 寻找TreeMap中最大的e_j < s_i。
- 如果存在这样的e_j,那么可以得到对应的最小长度,加上当前子数组i的长度,得到一个候选总和。
- 然后,将当前的e_i和len_i添加到TreeMap中。同时,如果当前的len_i比之前记录的更小,则更新。
或者,可能不需要TreeMap,只需要维护一个列表,保存所有处理过的子数组的e_j和对应的最小长度。例如,在每次处理子数组i时,保存当前的e_i和到该e_i为止的最短长度。这可能需要维护一个列表,其中每个元素是(e_j,min_length_up_to_e_j),并且e_j是按顺序排列的。这样,当处理新的子数组i时,可以使用二分查找找到最大的e_j < s_i,并取对应的min_length_up_to_e_j的值。
例如,维护一个列表,按照e_j递增排序。每个元素保存e_j和到该e_j为止的最短长度。例如:
列表中的元素为: [(e1, len1), (e2, len2), ...], 其中e1 < e2 < ...
当处理子数组i时,s_i是其起始索引。使用二分查找找到最大的e_j <= s_i -1。如果存在,则对应的min_length是列表中从0到该位置的最短长度。或者,每个元素不仅要保存e_j和对应的len,还要保存到该e_j为止的最短长度。
例如,列表中的每个元素保存(e_j, current_min_len),其中current_min_len是到e_j为止的最短子数组长度。例如,当处理到某个子数组时,如果它的e_j大于之前的所有e,并且其长度比current_min_len更小,则current_min_len更新为该长度。否则,current_min_len保持之前的值。
这可能需要维护一个动态的minLenSoFar。例如,初始时minLenSoFar是无穷大。每当处理一个新的子数组j时,如果j的len比minLenSoFar小,则更新minLenSoFar为j的len。然后,将e_j和minLenSoFar保存到列表中。这样,列表中的每个元素保存的是到e_j为止的最小子数组长度。
这样,当处理新的子数组i时,找到最大的e_j < s_i,并取对应的minLenSoFar。这样,总长度是minLenSoFar + len_i.
这可能是一个有效的方法,因为列表中的每个元素保存的是到该e_j为止的最短长度,所以查找最大的e_j < s_i,就可以得到该e_j之前的最短长度。
因此,具体步骤:
- 收集所有子数组,存储它们的起始s、结束e、长度len。
- 按照s从小到大排序。
- 初始化一个列表,保存(e, current_min_len)。这个列表按照e升序排列。
- 初始化全局最小总长度minTotal为无穷大.
- 初始化current_min_len为无穷大.
- 遍历所有子数组按s升序的顺序:
对于当前子数组i,s_i,e_i,len_i:
在列表中,使用二分查找找到最大的e_j < s_i.
如果找到这样的e_j,对应的current_min_len是列表中找到的current_min_len.
如果current_min_len + len_i < minTotal:
minTotal = current_min_len + len_i.
接下来,将当前e_i加入列表,并更新current_min_len:
current_min_len = Math.min(current_min_len, len_i).
将(e_i, current_min_len)添加到列表中,按e升序插入.
这样,列表中的每个元素保存的是到该e_i为止的最短长度。例如,当处理后面的子数组时,如果它们的e较大,并且current_min_len被更新为更小的值,则后续的查找会考虑到之前所有的更小的长度。
这种方法的时间复杂度是O(m log m),其中m是子数组的数量。因为每个子数组需要进行一次二分查找(O(log m)),并且插入到列表中也需要O(log m)的时间(如果使用TreeSet或类似结构)。
这种方法能够覆盖所有可能的两个子数组的组合,只要它们不相交,并且其中一个的e_j < s_i。
现在,问题是如何高效地实现这个步骤。
此外,还需要考虑如何收集所有可能的和为T的子数组。这一步的时间复杂度是O(n),因为使用前缀和的方法,每次遍历数组时,检查sum-T是否存在,得到对应的子数组。
假设数组中有O(n)个这样的子数组,例如,每个位置可能有一个子数组,那么m=O(n)。此时,整个算法的时间复杂度是O(n log n),这在大多数情况下是可接受的。
现在,回到Java实现的问题。
首先,实现收集所有子数组:
遍历数组,维护sumMap,保存sum到最新的索引。当sum - T存在时,记录对应的子数组。
例如:
List<int[]> list = new ArrayList<>();
Map<Integer, Integer> sumMap = new HashMap<>();
sumMap.put(0, -1);
int sum =0;
for (int i=0; i < nums.length; i++){
sum += nums[i];
if (sumMap.containsKey(sum - T)){
int start = sumMap.get(sum - T) +1;
int end = i;
int len = end - start +1;
list.add(new int[]{start, end, len});
}
sumMap.put(sum, i);
}
这样,list中将保存所有可能的子数组的start, end, len.
注意,这可能包含重叠的子数组,或者不同的子数组,只要它们的和是T.
然后,将这些子数组按照start从小到大排序。如果有多个子数组具有相同的start,可能需要按照end排序,但这里的排序只需按start即可。
Collections.sort(list, (a, b) -> a[0] - b[0]);
或者,可以使用Arrays.sort对list中的数组进行比较。
接下来,初始化一个TreeMap,其中保存e_j为键,对应的current_min_len为值。但TreeMap的键是唯一的,所以如果有多个子数组具有相同的e_j,我们需要保存最小的current_min_len.
或者,可以使用一个列表来维护处理过的子数组的e_j和current_min_len,保持按e_j升序排列。
例如:
List<int[]> processed = new ArrayList<>(); // 每个元素是[e_j, current_min_len]
int currentMinLen = Integer.MAX_VALUE;
int minTotal = Integer.MAX_VALUE;
for (int[] sub : list) {
int s_i = sub[0];
int e_i = sub[1];
int len_i = sub[2];
// 在processed中找到最大的e_j < s_i
int left =0, right = processed.size()-1;
int best = -1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left)/2;
int e_j = processed.get(mid)[0];
if (e_j < s_i) {
best = mid;
left = mid +1;
} else {
right = mid -1;
}
}
if (best != -1) {
int current_min = processed.get(best)[1];
if (current_min + len_i < minTotal) {
minTotal = current_min + len_i;
}
}
// 更新currentMinLen
currentMinLen = Math.min(currentMinLen, len_i);
// 将当前的e_i和currentMinLen添加到processed中,保持按e_i升序
// 找到插入位置
int insertIndex = 0;
left =0;
right = processed.size()-1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left)/2;
if (processed.get(mid)[0] < e_i) {
left = mid +1;
} else {
right = mid -1;
}
}
insertIndex = left;
// 检查是否需要更新currentMinLen,因为可能存在更早的e_j,但currentMinLen已经更小
// 例如,插入到正确的位置后,后面的元素的current_min_len可能不需要更新,因为currentMinLen是到当前e_i为止的最小的
// 因此,在插入时,只需要比较currentMinLen和插入位置的之前的元素的current_min_len,并确保在插入位置之后的元素的current_min_len可能更大,不需要处理
processed.add(insertIndex, new int[]{e_i, currentMinLen});
}
这样,每次插入新的e_i和currentMinLen时,保持processed列表按e_i升序排列。查找插入位置使用二分查找,时间复杂度O(log m)。这样,整个处理过程的时间复杂度是O(m log m).
最后,如果minTotal还是无穷大,说明没有找到两个不相交的子数组,返回-1。否则返回minTotal.
但是,这种方法可能会重复计算某些情况,例如同一个子数组被多次使用?或者,不允许使用同一个子数组两次?
根据题意,需要找到两个不同的不相交的子数组。所以在收集子数组的时候,可能存在同一个子数组被不同的方式选中,但题目要求是两个不同的子数组。
例如,假设数组中有多个子数组和为T,但它们的起始和结束位置不同,那么它们被算作不同的子数组。例如,[1,0,1,0,1], T=1,可能有多個子数组。
因此,上述方法能够正确识别两个不同的子数组。
综上,整个算法的步骤如下:
1. 使用前缀和收集所有和为T的子数组,保存它们的start, end, len.
2. 将这些子数组按start从小到大排序.
3. 初始化一个列表processed,按end升序保存,每个元素包含end和到该end为止的最短长度.
4. 遍历每个子数组,在processed中寻找最大的end < start_i,并取对应的最短长度,计算总长度,更新minTotal.
5. 将当前子数组的end和当前的最短长度(包括之前的)插入到processed中,保持按end升序.
6. 最后返回minTotal,如果未找到返回-1.
现在,考虑一些边界情况:
例如,数组中没有两个不相交的子数组和为T,此时返回-1.
或者,数组中存在多个子数组,但它们都相交,无法找到两个不相交的。
或者,数组中有多个子数组,其中两个的长度之和最小。
现在,编写Java代码实现这个算法。
同时,需要考虑数组为空或长度不足的情况。例如,数组长度小于2时,无法找到两个子数组,返回-1.
另外,当收集的子数组数量小于2时,也返回-1.
代码的大致结构如下:
public class Solution {
public int minSumOfLengths(int[] nums, int T) {
List<int[]> list = new ArrayList<>();
HashMap<Integer, Integer> sumMap = new HashMap<>();
sumMap.put(0, -1);
int sum =0;
for (int i=0; i < nums.length; i++){
sum += nums[i];
if (sumMap.containsKey(sum - T)){
int start = sumMap.get(sum - T) +1;
int end = i;
int len = end - start +1;
list.add(new int[]{start, end, len});
}
sumMap.put(sum, i);
}
if (list.size() <2) return -1;
// 按start升序排序
Collections.sort(list, (a, b) -> a[0] - b[0]);
List<int[]> processed = new ArrayList<>();
int currentMinLen = Integer.MAX_VALUE;
int minTotal = Integer.MAX_VALUE;
for (int[] sub : list) {
int s_i = sub[0];
int e_i = sub[1];
int len_i = sub[2];
// 在processed中二分查找最大的e_j < s_i
int left =0, right = processed.size()-1;
int bestIndex = -1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left)/2;
int e_j = processed.get(mid)[0];
if (e_j < s_i) {
bestIndex = mid;
left = mid +1;
} else {
right = mid -1;
}
}
if (bestIndex != -1) {
int currentMin = processed.get(bestIndex)[1];
if (currentMin != Integer.MAX_VALUE && len_i != Integer.MAX_VALUE) {
int total = currentMin + len_i;
if (total < minTotal) {
minTotal = total;
}
}
}
// 更新currentMinLen
currentMinLen = Math.min(currentMinLen, len_i);
// 插入到processed中,按e_i升序
// 二分查找插入位置
int insertPos = 0;
left =0;
right = processed.size()-1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left)/2;
if (processed.get(mid)[0] < e_i) {
left = mid +1;
} else {
right = mid -1;
}
}
insertPos = left;
// 在插入时,需要保持currentMinLen是到当前e_i为止的最小值
// 检查插入位置之前是否存在更小的值?
// 例如,如果插入到某个位置,而前面的元素的currentMinLen可能更小?
// 例如,当插入的e_i比所有已存在的e_j都大,那么currentMinLen是之前的最小和当前len_i的较小者.
// 因此,在插入时,只需将currentMinLen添加到对应的位置.
processed.add(insertPos, new int[]{e_i, currentMinLen});
}
return minTotal == Integer.MAX_VALUE ? -1 : minTotal;
}
}
但这可能存在问题。例如,当多个子数组的end相同,currentMinLen会被覆盖。或者,在插入到processed列表中的时候,可能后面的元素的currentMinLen没有被正确维护。
例如,假设已经有一个元素(e_j, min1),后面插入一个元素(e_k, min2),其中 e_j < e_k。如果 min2是min1和当前len_i的较小者,那么这是正确的。因为当处理后续的子数组时,找到的e_j < s_i会取对应的min,所以即使后面有更大的e_k,只要e_k >= s_i,就不会被选中。
因此,这种处理方式是正确的。
测试一些案例:
案例1:
输入:nums = [3,2,1,4,1], T=5
可能的子数组:
和为5的子数组:
3+2=5 → start 0, end 1, len 2.
2+1+1+1 → 这里可能没有。或者具体看数组:
数组是 [3,2,1,4,1].
计算前缀和:
i=0: sum=3 → sum-5=-2 → 不存在.
i=1: sum=5 → sum-5=0 → exists at -1 → start 0, end 1, len 2.
i=2: sum=6 → sum-5=1 → exists? sum=1不存在.
i=3: sum=10 → sum-5=5 → exists? sum=5 at i=1 → start=2, end=3 → sum from 2-3是1+4=5,len=2.
i=4: sum=11 → sum-5=6 → exists? sum=6在i=2 → start=3, end=4 → 4+1=5,len=2.
所以,子数组有三个:
[0-1], len2.
[2-3], len2.
[3-4], len2.
当遍历这三个子数组时:
按start排序后的顺序是 start0, start2, start3.
处理第一个子数组:start0.
此时,processed为空,找不到e_j < s_i=0,所以不更新minTotal.
currentMinLen =2.
插入到processed中:e=1, len=2.
processed: [(1,2)].
处理第二个子数组:start2.
s_i=2,在processed中查找e_j <2. processed中e_j=1 <2,所以bestIndex=0.
对应的currentMin=2.
总长度是2+2=4. 更新minTotal=4.
currentMinLen更新为 min(2, 2) =2.
插入到processed,e=3,插入到位置1(因为3>1).
processed: [(1,2), (3,2)].
处理第三个子数组:start3.
s_i=3,在processed中查找e_j <3.
processed中的e_j为1和3。最大的e_j <3是1吗?或者 e_j=3 >=3?
因为e_j必须 <3。 所以最大的e_j是1,对应的currentMin=2.
总长度是2+2=4,和之前的minTotal一样,不更新.
currentMinLen还是2.
插入到processed中,e=4,插入到位置2.
最终,minTotal=4.
所以返回4.
但正确的最小长度应该是2+2=4,例如子数组0-1和2-3,或者0-1和3-4,或者2-3和3-4(但后面的两个子数组是否相交?3-3和3-4是相交的,所以不允许。因此,正确的最小是4.
所以该算法得到正确的结果。
另一个测试案例:
数组是 [1,1,1], T=1.
可能的子数组:
i=0: sum=1 → sum-T=0 → start=0, end=0, len=1.
i=1: sum=2 → sum-T=1 → exists? 前缀和1在i=0 → start=1, end=1, len=1.
i=2: sum=3 → sum-T=2 →不存在.
所以子数组有两个:[0-0], [1-1].
当处理这两个子数组时:
第一个子数组start=0:
插入到processed.
此时无法找到另一个子数组.
第二个子数组start=1:
在processed中查找e_j <1. e_j=0 <1 → currentMin=1.
总长度是1+1=2 → minTotal=2.
所以算法返回2,正确。
综上,该算法似乎能正确处理这些情况。
现在,编写Java代码,并处理可能的错误。
例如,当list的大小小于2时,直接返回-1.
还需要考虑子数组可能重叠的情况,比如两个子数组的起始和结束位置有交集,但在算法中,只有满足e_j < s_i才会被选中,从而保证不相交。
因此,该算法是正确的。</think>### Java实现:寻找两个不相交连续子数组和为T的最小长度和
#### 方法思路
1. **前缀和预处理**:利用哈希表记录前缀和,快速找到和为T的子数组。
2. **双向校验**:收集所有符合条件的子数组,按起始位置排序。
3. **动态维护最小值**:通过有序列表维护已处理的子数组信息,快速查找满足条件的最优解。
#### 代码实现
```java
import java.util.*;
public class Solution {
public int minSumOfLengths(int[] nums, int T) {
List<int[]> subarrays = new ArrayList<>();
Map<Integer, Integer> sumMap = new HashMap<>();
sumMap.put(0, -1);
int sum = 0;
// 收集所有和为T的子数组
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum += nums[i];
if (sumMap.containsKey(sum - T)) {
int start = sumMap.get(sum - T) + 1;
int end = i;
int len = end - start + 1;
subarrays.add(new int[]{start, end, len});
}
sumMap.put(sum, i);
}
if (subarrays.size() < 2) return -1;
// 按起始位置排序
Collections.sort(subarrays, (a, b) -> a[0] - b[0]);
List<int[]> processed = new ArrayList<>();
int currentMinLen = Integer.MAX_VALUE;
int minTotal = Integer.MAX_VALUE;
for (int[] sub : subarrays) {
int s = sub[0], e = sub[1], len = sub[2];
// 二分查找最大e_j < s
int left = 0, right = processed.size() - 1;
int best = -1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (processed.get(mid)[0] < s) {
best = mid;
left = mid + 1;
} else {
right = mid - 1;
}
}
if (best != -1) {
int total = processed.get(best)[1] + len;
if (total < minTotal) {
minTotal = total;
}
}
// 更新当前最小长度并插入到有序列表
currentMinLen = Math.min(currentMinLen, len);
int insertPos = Collections.binarySearch(
processed.stream().map(arr -> arr[0]).collect(Collectors.toList()),
e,
(a, b) -> Integer.compare(a, b)
);
insertPos = insertPos < 0 ? -insertPos - 1 : insertPos;
processed.add(insertPos, new int[]{e, currentMinLen});
}
return minTotal == Integer.MAX_VALUE ? -1 : minTotal;
}
}
```
#### 算法解析
1. **前缀和定位子数组**:通过哈希表存储前缀和,快速定位满足条件的子数组起始位置[^3]。
2. **有序列表优化查询**:使用二分查找快速定位不重叠的子数组组合,时间复杂度优化至$O(n \log n)$。
3. **动态维护最小值**:维护已处理子数组的最小长度,确保每次查询均得到最优解[^4]。
#### 复杂度分析
- **时间复杂度**:$O(n \log n)$,主要来自子数组的排序和二分查找。
- **空间复杂度**:$O(n)$,存储子数组和哈希表。
### 相关问题
1. **如何优化内存使用以适应超大规模数组?**
可采用流式处理或分块计算,仅保留必要的中间结果[^5]。
2. **如何处理多目标值(多个T的情况)?**
需重新设计哈希表结构,记录不同目标值对应的子数组信息。
3. **能否扩展算法处理多个不相交子数组?**
需引入动态规划状态转移,维护多个子数组的最优解组合。
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