剑指 offer 数学算法题:和为S的连续正数序列

题目描述:输入一个正整数 target ,输出所有和为 target 的连续正整数序列(至少含有两个数)。序列内的数字由小到大排列,不同序列按照首个数字从小到大排列。

分析:

        枚举法,连续序列至少两个数,序列起点不大于 target / 2,起点从 1 开始遍历到 不大于 target / 2结束,不断累加序列,若大于 target 跳出循环;若等于 target, 将 i 到 j 的所有数字构成的序列添加到结果数据中即可。

        求和公式法,target = (i + j)* (j - i + 1) / 2,其中 i , j 分别为序列的起点和终点。在已知 target 和 i 的情况下,通过求根公式计算出 j,当计算出的 j > i 且 j 是整数0,将 i 到 j 的所有数字构成的序列添加到结果数据中即可。

        滑动窗口法,使用双指针,设连续正整数序列的左边界 i 和右边界 j ,则可构建滑动窗口从左向右滑动。循环中,每轮判断滑动窗口内元素和与目标值 target 的大小关系,若相等则记录结果并移动左边界 i (以减小窗口内的元素和),若大于 target 则移动左边界 i (以减小窗口内的元素和),若小于 target 则移动右边界 j (以增大窗口内的元素和)。

求解:

// 枚举法
function findContinuousSequence1(target: number): number[][] {
  // 连续序列至少两个数,序列起点 不大于 target / 2
  const limit = target / 2;
  const res: number[][] = [];
  for (let i = 1; i < limit; i++) {
    let j = i;
    let sum = 0;
    while (true) {
      sum = sum + j;
      if (sum > target) {
        break;
      } else if (sum === target) {
        res.push(
          new Array(j - i + 1).fill(i).map((item, index) => {
            return item + index;
          })
        );
        break;
      }
      j = j + 1;
    }
  }
  return res;
}

// 公式法
function findContinuousSequence2(target: number): number[][] {
  // 连续序列至少两个数,序列起点 不大于 target / 2
  const limit = target / 2;
  const res: number[][] = [];
  for (let i = 1; i < limit; i++) {
    const j = (-1 + Math.sqrt(1 + 4 * (2 * target + i * i - i))) / 2;
    let sum = 0;
    if (j > i && j === Math.floor(j)) {
      res.push(
        new Array(j - i + 1).fill(i).map((item, index) => {
          return item + index;
        })
      );
    }
  }
  return res;
}

// 滑动窗口法(双指针)
function findContinuousSequence3(target: number): number[][] {
  // 滑动窗口左右指针初始值
  let left = 1;
  let right = 2;
  let sum = 3;
  const res: number[][] = [];
  while (left < right) {
    if (sum === target) {
      res.push(
        new Array(right - left + 1).fill(left).map((item, index) => {
          return item + index;
        })
      );
    }
    if (sum >= target) {
      sum = sum - left;
      left = left + 1;
    } else {
      right = right + 1;
      sum = sum + right;
    }
  }
  return res;
}

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