美团 · 前缀和 · 算法编程题
美团 前缀和 n ≤ 1e5 时限 1 秒 / 256 MB

题目描述

小美拿到了一个由正整数组成的数组,但其中有一些元素是未知的(用 0 来表示)。
现在小美想知道,如果那些未知的元素在区间 [l,r] 范围内随机取值的话,数组所有元素之和的最小值和最大值分别是多少?
共有 q 次询问。

输入输出

输入描述
第一行输入两个正整数 n,q ,代表数组大小和询问次数。
第二行输入 n 个整数 a_i ,其中如果输入的 a_i 为 0,那么说明 a_i 是未知的。
接下来的 q 行,每行输入两个正整数 l,r ,代表一次询问。
1≤ n,q ≤ 10^5
0 ≤ a_i ≤ 10^9
1≤ l ≤ r ≤ 10^9
输出描述
输出 q 行,每行输出两个正整数,代表所有元素之和的最小值和最大值。

样例共 1 组

样例 1 · 只有第二个元素是未知的。 第一次询问,数组最小的和是 1+1+3=5,最大的和是 1+2+3=6。 第二次询问,显然数组的元素和必然为 8。
输入
3 2
1 0 3
1 2
4 4
输出
5 6
8 8

算法解析依据充分

考点:前缀和

数据规模 n ≤ 1e5 | 限制 1 秒 / 256MB | 标准输入输出

题目画像

  • 数据规模:n ≤ 1e5,q ≤ 1e5
  • 元素值域:a_i ≤ 1e9,l ≤ 1e9,r ≤ 1e9(注意整数类型选择,避免溢出)
  • 复杂度门槛:只允许 O(n log n) 及更优,朴素 O(n²) 会超时。
  • 源站时限:1 秒(牛客口径,非本题专属门槛)

解题思路

推荐方向:前缀和

本题切入点

先统计未知元素个数 cnt 与已知元素之和 base,则 min = base + cnt×l,max = base + cnt×r,每次询问 O(1)。

预处理前缀和数组,把「区间求和」从 O(n) 降到 O(1)。

思路框架(前缀和 通法 · 非本题专属)

  1. 预处理 pre[i] = a[1]+...+a[i]。
  2. 区间 [l, r] 的和 = pre[r] - pre[l-1]。
  3. 若题目是「多次区间修改 + 最后统一查询」,改用差分数组:d[l]+=v, d[r+1]-=v,最后做一遍前缀和还原。
  4. 二维情况用二维前缀和(容斥原理)。

实现要点:开 long long,避免 n 较大时求和溢出。

复杂度:时间 预处理 O(n),每次查询 O(1) | 空间 O(n)

该范式的通法易错点

  • pre 数组下标没留出 0 号位导致 l-1 越界。
  • 求和结果超出 int 范围(1e5 个 1e9 相加会溢出 32 位整数)。

对照本题

  • 数据规模 n ≤ 1e5,只允许 O(n log n) 及更优,朴素 O(n²) 会超时。
  • 元素值域最大到 1e9 —— 求和 / 相乘时记得开 64 位整数。

样例解读

样例 1:输入 3 2 / 1 0 3 / 1 2 / 4 4 → 输出 5 6 / 8 8

只有第二个元素是未知的。

第一次询问,数组最小的和是 1+1+3=5,最大的和是 1+2+3=6。

第二次询问,显然数组的元素和必然为 8。

解析由校招宝本地引擎整理(依据源站考点标签 / 人工判题标注 / 题面规模信号),非官方题解,仅供思路参考。

本题来源:2024年春招-美团-前端移动端-第一批笔试;2024年春招-美团-算法策略-第一批笔试;2024年春招-美团-技术岗-第一批笔试 等。

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