【亡羊补牢】挑战数据结构与算法 第7期 LeetCode 907. 子数组的最小值之和(单调栈的讨论,学习大佬の巧妙解法)

仰望星空的人,不应该被嘲笑

题目描述

给定一个整数数组 A,找到 min(B) 的总和,其中 B 的范围为 A 的每个(连续)子数组。

由于答案可能很大,因此返回答案模 10^9 + 7

示例:

输入:[3,1,2,4]
输出:17
解释:
子数组为 [3][1][2][4][3,1][1,2][2,4][3,1,2][1,2,4][3,1,2,4]。 
最小值为 3124112111,和为 17

提示:

1 <= A <= 30000
1 <= A[i] <= 30000

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/sum-of-subarray-minimums
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解题思路

搬运 jack-108大佬的题解

既然是求子数组中最小值的和,就是求 以 A[i] 作为最小数能构成的数组有多少个。

比如 [2,4,1,2] ,以1 为最小数。能构成的数组数为 (2+1)*(1+1)2 表示 1左面有两个比它大的数,1 表示 1 右面有一个比它大的数。

用单调栈求出 A[i] 对应的左右最近比 A[i] 小的数,记索引为 prev,next,A[i]为最小数能形成的数组为

(i-prev[i])*(next[i]-i)

这里为什么没有加 1 了呢,因为 prev[i]已经是比 A[i] 小的数了,能和 A[i] 形成数组的都是比 A[i] 大的数。

我的解题方式:

注释已经足够详细,还是补充一下,我参考了大佬的解题代码,只不过我是直接求出来了以当前 A[i] 为最小值的子数组左右两边 大于或等于当前值的个数。这样后续求和直接相乘即可。(不过这里要强调一下,如果左边设置大于等于了,右边就只能是大于了,不然会重复计算相等的值)

开始有点看不懂大佬为啥左边初始化为 -1,右边初始化为 A.length 。假如我们遇到了这种情况,左边都比当前 A[i] 要大,那我们维护的单调递减栈就会不断出栈,不断出栈,直到栈为空为止,此时左边个数应该为 i+1(从 0 开始计数嘛),那么这部分大佬设为 -1 就很巧妙了,问题也就自然明白啦,个人感觉自己写的还是比较好理解一点,不然直接弄一个 -1 ,第一次用单调栈,还是不太熟…

那么对于右边初始化为 A.length ,也是同理啦,当右边都比当前 A[i] 要大,那我们维护的单调递减栈就会不断出栈,不断出栈,直到栈为空为止,此时右边个数应该为 A.length-i(不用+1的原因是从0计数),那么这部分大佬设为 A.length 就很巧妙了,依旧清晰明了。

/**
 * @param {number[]} A
 * @return {number}
 */
var sumSubarrayMins = function(A) {
  let mod = 1e9+7
  // 维护一个栈
  let stack = []
  // 求以A[i]为最小值的子数组左边大于或等于自己的个数
  let prev = []
  for(let i=0;i<A.length;i++){
    while(stack.length && A[stack[stack.length-1]] >= A[i]) stack.pop()
    // 如果栈为空,即左边都比自己大,则返回i+1,否则返回i-栈顶元素(即保存的下标值)
    prev[i] = stack.length ? i - stack[stack.length-1] : i+1
    stack.push(i)
  }
  stack = []
  // 求以A[i]为最小值的子数组右边大于自己的个数(没有等号是因为不会重复计算相等的值)
  let nextv = []
  for(let i=A.length-1;i>=0;i--){
    while(stack.length && A[stack[stack.length-1]] > A[i]) stack.pop()
    // 如果栈为空,即右边都比自己大,则返回A.length-i,否则返回栈顶元素(即保存的下标值)-i
    nextv[i] = stack.length? stack[stack.length-1] - i : A.length-i
    stack.push(i)
  }
  let sum = 0
  for(let i=0;i<A.length;i++){
    // 以A[i] 为最小值的子数组的组合共有prev[i]*nextv[i]种情况,那么和的话乘以A[i]累加即可
    sum += (prev[i]*nextv[i]*A[i])
    // 按题意,进行取模运算
    sum %= mod
  }
  return sum
};

最后

文章产出不易,还望各位小伙伴们支持一波!

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