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技巧-前缀和.md

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前缀和

Problems


LeetCode 0437 路径总和III (中等, 2022-02)

二叉树 深度优先搜索 前缀和 TreeDP LeetCode

问题简述
给定一个二叉树的根节点 root ,和一个整数 targetSum ,求该二叉树里节点值之和等于 targetSum 的 路径 的数目。

路径 不需要从根节点开始,也不需要在叶子节点结束,但是路径方向必须是向下的(只能从父节点到子节点)。

437. 路径总和 III - 力扣(LeetCode)

思路1:先序遍历
  • 先序遍历每个节点,每个节点再先序遍历找目标值;
Python
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def pathSum(self, root: TreeNode, targetSum: int) -> int:  # noqa
        """"""
        if root is None:
            return 0

        def dfs(x, rest):
            if not x:
                return 0

            ans = 0 if x.val != rest else 1  # 如果相等说明,从头结点开始到该节点可以形成一条路径

            # 继续遍历左右子树
            rest -= x.val
            ans += dfs(x.left, rest)
            ans += dfs(x.right, rest)
            rest += x.val  # 回溯
            return ans

        # dfs 是一个先序遍历
        ret = dfs(root, targetSum)
        # pathSum 本身也是一个先序遍历,相当于对每个点都做一次 dfs
        ret += self.pathSum(root.left, targetSum)
        ret += self.pathSum(root.right, targetSum)

        return ret
思路2:先序遍历+前缀和(最优)

【宫水三叶】一题双解 :「DFS」&「前缀和」 - 路径总和 III - 力扣(LeetCode)

Python
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def pathSum(self, root: TreeNode, targetSum: int) -> int:
        from collections import defaultdict
        self.prefix = defaultdict(int)  # 保存前缀和
        self.prefix[0] = 1
        self.targetSum = targetSum

        def dfs(x, preSum):
            if not x: return 0

            ret = 0
            preSum += x.val
            ret += self.prefix[preSum - targetSum]

            self.prefix[preSum] += 1
            ret += dfs(x.left, preSum)
            ret += dfs(x.right, preSum)
            self.prefix[preSum] -= 1

            return ret

        return dfs(root, 0)
思路3:后序遍历(树形DP)(推荐)
Python
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def pathSum(self, root: TreeNode, targetSum: int) -> int:
        from collections import defaultdict
        self.prefix = defaultdict(int)  # 保存前缀和
        self.prefix[0] = 1
        self.targetSum = targetSum

        def dfs(x, preSum):
            if not x: return 0

            ret = 0
            preSum += x.val
            ret += self.prefix[preSum - targetSum]

            self.prefix[preSum] += 1
            ret += dfs(x.left, preSum)
            ret += dfs(x.right, preSum)
            self.prefix[preSum] -= 1

            return ret

        return dfs(root, 0)

剑指Offer 6600 构建乘积数组 (中等, 2022-01)

前缀和 剑指Offer

问题简述
给定一个数组 A,试返回数组 B,其中 B[i] 的值是数组 A 中除了下标 i 以外的元素的积, 即 B[i]=A[0]×A[1]×…×A[i-1]×A[i+1]×…×A[n-1]。

不能使用除法。
详细描述
给定一个数组 A[0,1,…,n-1],请构建一个数组 B[0,1,…,n-1],其中 B[i] 的值是数组 A 中除了下标 i 以外的元素的积, 即 B[i]=A[0]×A[1]×…×A[i-1]×A[i+1]×…×A[n-1]。不能使用除法。

示例:
    输入: [1,2,3,4,5]
    输出: [120,60,40,30,24]

提示:
    所有元素乘积之和不会溢出 32 位整数
    a.length <= 100000

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/gou-jian-cheng-ji-shu-zu-lcof
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。
思路
  • 双向构建前缀积(左→右、右→左),示例:

    l = [1, a1, a1a2, a1a2a3]
    r = [a2a3a4, a3a4, a4, 1]
    s = [l[0] * r[0] for i in range(len(a))]
    
Python
class Solution:
    def constructArr(self, a: List[int]) -> List[int]:

        l = [1]
        for x in a[:-1]:
            l.append(l[-1] * x)
        # print(l)

        r = [1]
        for x in a[::-1][:-1]:
            r.append(r[-1]*x)
        r = r[::-1]
        # print(r)

        return [l[i] * r[i] for i in range(len(a))]
Python:空间优化
  • 实际上在求 s 的时候可以同步求前缀积,换言之,可以节省一组前缀积(这里优化掉 l);
class Solution:
    def constructArr(self, a: List[int]) -> List[int]:

        r = [1] * len(a)
        for i in range(len(a) - 1, 0, -1):
            r[i - 1] = r[i] * a[i]
        # print(r)

        pre = 1
        for i, x in enumerate(a):
            r[i] *= pre
            pre *= x

        return r