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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:27:59.507000             🧑  作者: Mango

计算元素小于或等于 X 的子数组

在处理数组时,有时候我们需要计算元素小于或等于 X 的所有子数组的个数。这在很多算法中都会用到。

一些简单的例子:

  • 给定数组 [1, 2, 3, 4, 5],X 为 3, 则元素小于或等于 3 的子数组有 [1], [1,2], [1,2,3], [2], [2,3], [3]6 个子数组。
  • 给定数组 [1, 2, 3, 4, 5],X 为 1,则元素小于或等于 1 的子数组有 [1]1 个子数组。

那么怎么实现这个算法呢?以下是一种比较高效的实现方式:

def count_subarrays(arr, x):
    count = 0
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        j = i
        while j < n and arr[j] <= x:
            j += 1
        count += (j-i)*(j-i+1)//2
    return count

这个算法的时间复杂度为 O(N),其中 N 为数组长度。

接下来我们来分析一下这个算法的实现思路:

  1. 初始化计数器 count 为 0。
  2. 遍历数组中的每个元素 i。
  3. 初始化 j=i,表示从 i 开始算子数组的起始位置。
  4. 在不超过数组界限的前提下,遍历从 j 开始的子数组,计算出其长度 num。
  5. 根据组合数学中的公式,元素小于或等于 x 的子数组个数为:num * (num+1) // 2,将其加入计数器中。
  6. 重复步骤 3-5,直到处理完所有的元素。
  7. 返回计数器 count 的值。

这个实现方式有一个很明显的优点:它的时间复杂度很低,只需要遍历一遍数组即可。但是需要注意的是,相比较于其他实现方式,这个算法对于每个元素都需要重新计算子数组个数,因此在处理大规模数据时可能会增加额外的计算负担。

最后,我们可以在具体业务场景中,根据需求来灵活选择算法实现方式。