713-乘积小于K的子数组-双指针的妙用

题目

核心思路

对于求K相关的子数组,一种比较常用的方法是计算前缀和(积),然后通过双指针来做,不过这道题给的数的范围最大的积为1000^50000,实在是太大了,难以实行,官方题解给出了一种转化为log函数相加来防溢出,不过不好理解,若想了解还请看官方题解 713-官解点这里

下面来讲解另一种类似的解法,同样是双指针,因为题目给出了数组元素为正整数,故当前乘积 product 乘以/除以一个数是单调的,可以使用滑动窗口来解题。一个指针left标记窗口左端,right标记窗口的右端,乘积大于等于K时,用乘积除以nums[left],然后使得left向前移;若乘积小于K,计算 left 到 right 满足条件的子数组的个数即可。大体思路清楚了,还剩下一点就是求 left 到 right 的子数组的个数待解决,我们通过下图来理解。

我们假设right之前是没访问过的,上图状态即:乘积小于K,且right对应的元素之前没访问过。而为了保证每一个right都是一般的,故right前的元素都假设之前访问过,计算过子数组的个数了,只用计算包含right的元素的子数组的个数即可。通过图中圈出的不同颜色,left = 0, right = 4, 子数组个数 count = 5 = right - left + 1,这就是所求的公式,不过乍一看总会感觉容易重复,我们考虑乘积大于等于K时的情况来验证。
right 向右移,乘积为 4 ^ 6 大于等于K了,故需要将left右移,而右移之后,由于right是未曾访问过的元素,故图中圈出的子数组都是没有重复的 right - left + 1 个,所以得到的公式就是通用表达式,乘积小于K时都可以进行计算,无论是正常遍历小于还是left右移之后小于都是满足条件的。有了思路,有了公式,便可以据此给出代码。

完整代码

public int numSubarrayProductLessThanK(int[] nums, int k) {
        if (k <= 1)
            return 0;
        int count = 0;
        int left = 0, right = 0, n = nums.length;
        int product = 1;//存储当前滑动窗口的乘积
        for (; right < n; right++) {
            product *= nums[right];
            while (product >= k)
                product /= nums[left++];
            count += right - left + 1;
        }
        return count;
    }

代码比较简洁,不过其中的求每个滑动窗口的子数组个数公式 right - left + 1 不是很好发现,需要仔细研究。

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