前缀和思想

何为前缀和

有一个数组a, 为  a_{1 }        a_{2}         a_{3 }      ......    a_{n }

前缀和   S_{i}  =   a_{1 }    +    a_{2}     +    a_{3 }   +   ......   a_{i}

有两个问题:   

1.如何求S_{i}?   只需要从前往后遍历,令S_{i} = S_{i-1 } + a_{i} 就可以了,最开始是S_{1} = S_{0 } + a_{1 }  ,定义 S_{0 } = 0

2. S_{i}有什么用?  能够快速地求出原数组中某一段的和,预处理的时间复杂度是O(n),而对于每次查询时间复杂度是O(1),例如求原数组中 [l,r]区间中所有的数的和 也就是a_{l }    +    a_{l+1 }     +    a_{l+2 }   +   ......   a_{r} ,如果没有前缀和数组的话,就要循环一遍才可以求出结果,他的时间复杂度是O(n),如果有前缀和数组,那么只需要 S_{r} - S_{l-1} 就能得到区间和,那么为什么是l-1,很简单,例如我们要求[1,3]区间和,也就是a_{1 }  +  a_{2}   +   a_{3 } , 这就是 S_{3} - S_{1-1}的 差

前缀和思想_第1张图片

3.为什么数组是从 a_{1 } 开始,要定义 S_{0 } = 0 ?其实这主要是边界问题,我们要让每一个 S_{i} 的求值都能够用到统一的公式 ,我们求前缀和的公式是S_{i} = S_{i-1 } + a_{i},那么求 S_{1}就要有 S_{0} ,我们求[1,10]的区间和是 S_{10} - S_{0 } ,也需要 S_{0} ,这样就不需要额外讨论了 

题目

输入一个长度为 n的整数序列。

接下来再输入 m个询问,每个询问输入一对 l,r。

对于每个询问,输出原序列中从第 l个数到第 r个数的和。

输入格式
第一行包含两个整数 n和 m。

第二行包含 n 个整数,表示整数数列。

接下来 m 行,每行包含两个整数 l 和 r,
表示一个询问的区间范围。

输出格式
共 m行,每行输出一个询问的结果。

数据范围
1≤l≤r≤n,
1≤n,m≤100000,
−1000≤数列中元素的值≤1000
输入样例
5 3
2 1 3 6 4
1 2
1 3
2 4
输出样例
3
6
10

代码

 

#include 

using namespace std;


const int N = 100010;
int a[N];
int S[N];
int n, m;


int main(void)
{
	cin >> n >> m;

	for (int i = 1; i <= n; i++)
	{
        cin >> a[i];
		S[i] = S[i - 1] + a[i]; // 前缀和的初始化
	}

	int l, r;
	while (m--)
	{
		cin >> l >> r;
		printf("%d\n", S[r] - S[l - 1]);
	}

	return 0;
}

完美运行,当然输入数据可以使用scanf,会比cin的速度快1倍,前缀和不是一个模版,而是一种思想

 前缀和思想_第2张图片

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