📜  将数组拆分为三个具有连续Sum的连续子数组的方法数量(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:39:18.008000             🧑  作者: Mango

将数组拆分为三个具有连续Sum的连续子数组的方法数量

在这个问题中,我们需要找到将给定数组 $nums$ 分成三个连续子数组,并且这三个子数组的和是连续的。我们需要计算这样可能的拆分方式的数量。

解决方案

我们可以使用动态规划来解决这个问题。具体来说,我们可以首先预处理出数组 $nums$ 的前缀和,这样可以在 $O(1)$ 的时间内计算任意子数组的和。然后,我们可以定义状态 $dp[i][j]$ 表示到位置 $i$ 为止,已经将数组拆分成了 $j$ 段,且最后一段的结束位置为 $i$ 的所有拆分方式的数量。

根据这个状态,我们可以得到如下的动态转移方程:

$$dp[i][j] = \begin{cases} 0 & , i < j \ 1 & , i == j \ \displaystyle\sum_{k=j-1}^{i-1} dp[k][j-1] \times [prefixSum_i - prefixSum_k == prefixSum_k - prefixSum_{k-j+1}] & , i > j \end{cases}$$

其中,$prefixSum_i$ 表示数组 $nums$ 的前 $i$ 个元素的和。

解释一下上面的转移方程。当 $i < j$ 时,由于 $i$ 的位置不够放置 $j$ 段,所以拆分方式的数量为 $0$;当 $i == j$ 时,我们已经拆分出了 $j$ 段,所以只有一种拆分方式;当 $i > j$ 时,我们需要枚举最后一段的起始位置 $k$,满足前 $k$ 个元素的和与后 $i-k$ 个元素的和相等。这样,我们就可以将拆分方式数量累加起来。

最终的答案就是 $dp[n-1][3]$,其中 $n$ 是数组 $nums$ 的长度。时间复杂度是 $O(n^3)$,空间复杂度是 $O(n^2)$。

下面是这个问题的 Python 代码实现:

def waysToSplit(nums: List[int]) -> int:
    n = len(nums)
    prefixSum = [0]
    for i in range(n):
        prefixSum.append(prefixSum[-1] + nums[i])

    dp = [[0] * 4 for _ in range(n+1)]
    for i in range(n+1):
        dp[i][0] = 1

    for i in range(1, n+1):
        for j in range(1,min(i,4)):
            for k in range(j-1, i-1):
                if prefixSum[i] - prefixSum[k] >= prefixSum[k] - prefixSum[k-j+1]:
                    dp[i][j] += dp[k][j-1]
                else:
                    break

    return dp[n][3] % (10**9 + 7)
总结

这个问题可以使用动态规划来解决。我们可以预处理出数组的前缀和,然后定义状态 $dp[i][j]$ 表示到位置 $i$ 为止,已经将数组拆分成了 $j$ 段,且最后一段的结束位置为 $i$ 的所有拆分方式的数量。最后的答案就是 $dp[n-1][3]$。时间复杂度是 $O(n^3)$,空间复杂度是 $O(n^2)$。