前缀和实例5(连续数组)

题目:

给定一个二进制数组 nums , 找到含有相同数量的 0 和 1 的最长连续子数组,并返回该子数组的长度。

示例 1:

输入: nums = [0,1]
输出: 2
说明: [0, 1] 是具有相同数量 0 和 1 的最长连续子数组。

示例 2:

输入: nums = [0,1,0]
输出: 2
说明: [0, 1] (或 [1, 0]) 是具有相同数量0和1的最长连续子数组。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105
  • nums[i] 不是 0 就是 1

算法原理:

题目要求找出⼀段连续的区间,其中0和1出现的次数相等

如果将0转成-1,1还是1,题目就转化成找出最长的⼀段区间,且这段区间的和等于 0

前缀和算法就可以快速求出某一区域内所有元素的和

枚举所有子数组可以每次固定起始的位置,依次向后枚举,所以我们当然可以每次固定末尾的位置,依次向前枚举

i是每次固定的末尾位置,从i位置开始依次向前枚举可以枚举出i位置开始的所有子数组,题目要求最长的且和为0的区间,所以我们每次只需要选出i位置开始所有子数组中满足要求的最优子数组即可,标准就是:在[0,i-1]的区间内找到第一次出现sum的位置ji-j就是本轮i位置能够枚举的所有子数组中满足要求的最优(最长)子数组

前缀和实例5(连续数组)_第1张图片

前缀和+哈希表:

哈希表记录前缀和出现的位置 (只记录每个前缀和第一次出现时的位置)

1 计算出当前位置的前缀和 

2 在[0,i-1](即前面的区域内)寻找第一次出现的前缀和为sum的位置j ,因为每轮都要寻找以i位置开始向前枚举的所有子数组中满足条件的最长子数组,也就是长度i-j,若是寻找的不是第一次出现的前缀和为sum的位置,那么长度i-j相较于原始的i-j只会减小,不会是最优解子数组的长度

3 判断是否需要记录当前前缀和为sum的位置

   若是当前位置的前缀和是第一次出现,则记录它此时的位置

   若不是第一次出现,则无需记录了,因为在前面已经有了sum了,且那个位置的sum一定比现在位置的sum靠前,且我们要求的是最长连续子数组,每轮能够枚举的所有子数组中满足条件的最长子数组长度是i-j,所以j越靠前越好

4 细节:

当前位置的前缀和若为0,即[0,i]的整个区域就是本轮i位置所有枚举出的子数组中和为0的最长子数组,长度为i-j,即前缀和为0时要记录的下标是-1,也就是j为-1

代码实现:

class Solution 
{
public:
    int findMaxLength(vector& nums) 
    {
        //问题转化为求和为0的最长子数组
        unordered_map hash;//统计每个前缀和第一次出现的位置
        hash[0] = -1;// 默认有⼀个前缀和为 0 的情况
        int sum = 0;
        int ret = 0;
        for(int i = 0;i

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