Given an integer array nums , find the sum of the elements between indices i and j (i<j) , inclusive.
Example:
Copy Given nums = [-2, 0, 3, -5, 2, -1]
sumRange(0, 2) -> 1
sumRange(2, 5) -> -1
sumRange(0, 5) -> -3 Note: 1. You may assume that the array does not change. 2. There are many calls to sumRange function.
这道题目也是初见感觉非常简单,我们可以直接用循环的方式去把范围内元素全部相加。但是,我们忽视了题目 中重要的一个要求: sumRange will be called many times. 我们的naive方法会不断重复计算我们 已知的和,花费大量不必要的时间。
仔细观察我们会发现,在nums不变的情况下,我们可以将一些中间计算结果保存下来,以提高每次sumRange 的效率。中间的计算结果应该包括什么呢?我们发现sumRange需要求[i, j]范围内的和,而这范围内的和等于 [0, j]之和减去[0, i - 1]之和。即:sum(i, j) = sum(0, j) - sum(0, i - 1). 因此,我们 可以另建一个private array,每个位置k保存sum(0, k)。
Copy class NumArray {
private int [] sum ;
public NumArray ( int [] nums ) {
sum = new int [ nums . length + 1 ];
for ( int i = 0 ; i < nums . length ; i ++ ) {
sum [ i + 1 ] = sum [ i ] + nums [ i ];
}
}
public int sumRange ( int i , int j ) {
return sum [ j + 1 ] - sum [ i ];
}
}
/**
* Your NumArray object will be instantiated and called as such:
* NumArray obj = new NumArray(nums);
* int param_1 = obj.sumRange(i,j);
*/ 这里有一个小细节值得注意:我们之前的解答思路里面需要使用sum(j, 0) - sum(i - 1),但是i - 1 在i = 0的情况下会超出数组边界,这要求我们每次使用i的时候都需要用if条件去检查。于是,我们将sum数组 的最左边加了一个额外的0号位,将数组整体向右移动了一位,以避免反复的条件检查。
Complexity Analysis
Time Complexity: O(n). 在创建NumArray的时候,我们循环了整个数组来将中间和存储在sum中; 不过这样使得我们每次sumRange仅仅需要O(1)的时间。
Space Complexity: O(n). 我们使用了额外的数组sum来存储n个中间和。
在以上的解答中我们使用了额外的空间。我们有其他办法减少空间的使用吗?
对于这类题型,我们需要深入理解题目要求。当我们发现最终的计算结果包括了大量重复运算的时候,我们可以 思考将中间结果保存起来,让未来的计算更加的高效。这是动态规划的核心思想。