Dada uma matriz de n elementos e um número inteiro k . A tarefa é encontrar a contagem do subarray que possui um elemento máximo maior que K.
Exemplos:
Input : arr[] = {1 2 3} and k = 2.Recommended Practice Contagem de submatrizes Experimente!
Output : 3
All the possible subarrays of arr[] are
{ 1 } { 2 } { 3 } { 1 2 } { 2 3 }
{ 1 2 3 }.
Their maximum elements are 1 2 3 2 3 3.
There are only 3 maximum elements > 2.
Abordagem 1: Contando Subarrays com elemento máximo<= K and then subtracting from total subarrays.
A ideia é abordar o problema contando submatrizes cujo elemento máximo é menor ou igual a k, pois é mais fácil contar tais submatrizes. Para encontrar o número de submatrizes cujo elemento máximo é menor ou igual a k, remova todos os elementos que são maiores que K e encontre o número de submatrizes com os elementos da esquerda.
Assim que encontrarmos a contagem acima, podemos subtraí-la de n*(n+1)/2 para obter o resultado desejado. Observe que pode haver n*(n+1)/2 número possível de submatrizes de qualquer matriz de tamanho n. Portanto, encontrar o número de submatrizes cujo elemento máximo é menor ou igual a K e subtraí-lo de n*(n+1)/2 nos dá a resposta.
Abaixo está a implementação desta abordagem:
C++// C++ program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. #include
// Java program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. import java.util.*; class GFG { // Return number of subarrays whose maximum // element is less than or equal to K. static int countSubarray(int arr[] int n int k) { // To store count of subarrays with all // elements less than or equal to k. int s = 0; // Traversing the array. int i = 0; while (i < n) { // If element is greater than k ignore. if (arr[i] > k) { i++; continue; } // Counting the subarray length whose // each element is less than equal to k. int count = 0; while (i < n && arr[i] <= k) { i++; count++; } // Summing number of subarray whose // maximum element is less than equal to k. s += ((count * (count + 1)) / 2); } return (n * (n + 1) / 2 - s); } // Driver code public static void main(String[] args) { int arr[] = { 1 2 3 }; int k = 2; int n = arr.length; System.out.print(countSubarray(arr n k)); } } // This code is contributed by Anant Agarwal.
# Python program to count # number of subarrays # whose maximum element # is greater than K. # Return number of # subarrays whose maximum # element is less than or equal to K. def countSubarray(arr n k): # To store count of # subarrays with all # elements less than # or equal to k. s = 0 # Traversing the array. i = 0 while (i < n): # If element is greater # than k ignore. if (arr[i] > k): i = i + 1 continue # Counting the subarray # length whose # each element is less # than equal to k. count = 0 while (i < n and arr[i] <= k): i = i + 1 count = count + 1 # Summing number of subarray whose # maximum element is less # than equal to k. s = s + ((count*(count + 1))//2) return (n*(n + 1)//2 - s) # Driver code arr = [1 2 3] k = 2 n = len(arr) print(countSubarray(arr n k)) # This code is contributed # by Anant Agarwal.
// C# program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. using System; class GFG { // Return number of subarrays whose maximum // element is less than or equal to K. static int countSubarray(int[] arr int n int k) { // To store count of subarrays with all // elements less than or equal to k. int s = 0; // Traversing the array. int i = 0; while (i < n) { // If element is greater than k ignore. if (arr[i] > k) { i++; continue; } // Counting the subarray length whose // each element is less than equal to k. int count = 0; while (i < n && arr[i] <= k) { i++; count++; } // Summing number of subarray whose // maximum element is less than equal to k. s += ((count * (count + 1)) / 2); } return (n * (n + 1) / 2 - s); } // Driver code public static void Main() { int[] arr = {1 2 3}; int k = 2; int n = arr.Length; Console.WriteLine(countSubarray(arr n k)); } } // This code is contributed by vt_m.
<script> // Javascript program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. // Return number of subarrays whose maximum // element is less than or equal to K. function countSubarray(arr n k) { // To store count of subarrays with all // elements less than or equal to k. let s = 0; // Traversing the array. let i = 0; while (i < n) { // If element is greater than k ignore. if (arr[i] > k) { i++; continue; } // Counting the subarray length whose // each element is less than equal to k. let count = 0; while (i < n && arr[i] <= k) { i++; count++; } // Summing number of subarray whose // maximum element is less than equal to k. s += parseInt((count * (count + 1)) / 2 10); } return (n * parseInt((n + 1) / 2 10) - s); } let arr = [1 2 3]; let k = 2; let n = arr.length; document.write(countSubarray(arr n k)); </script>
// PHP program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. // Return number of subarrays whose maximum // element is less than or equal to K. function countSubarray( $arr $n $k) { // To store count of subarrays with all // elements less than or equal to k. $s = 0; // Traversing the array. $i = 0; while ($i < $n) { // If element is greater than k // ignore. if ($arr[$i] > $k) { $i++; continue; } // Counting the subarray length // whose each element is less // than equal to k. $count = 0; while ($i < $n and $arr[$i] <= $k) { $i++; $count++; } // Summing number of subarray whose // maximum element is less than // equal to k. $s += (($count * ($count + 1)) / 2); } return ($n * ($n + 1) / 2 - $s); } // Driven Program $arr = array( 1 2 3 ); $k = 2; $n = count($arr); echo countSubarray($arr $n $k); // This code is contributed by anuj_67. ?> Saída
3
Complexidade de tempo: O(n).
Espaço Auxiliar: O(1)
Abordagem 2: Contando submatrizes com elemento máximo> K
Nesta abordagem, simplesmente encontramos a contagem de submatrizes que podem ser formadas incluindo um elemento no índice i que é maior que K. Portanto, se suponhamos arr [eu] > K então, todas as submatrizes nas quais este elemento está presente terão um valor maior que k, então apenas calculamos todas essas submatrizes para cada elemento que é maior que K e as adicionamos na resposta. Primeiro inicializamos duas variáveis anos = 0 isso contém resposta e anterior = -1 isso acompanha o índice do elemento anterior que era maior que K.
Para fazer isso, precisamos apenas de três valores para cada arr [ i ] > K .
- Número de submatrizes começando no índice eu . Isto será ( N - eu ) . NOTA: Incluímos aqui o subarray contendo um único elemento que é o próprio elemento. {arr[eu]}
- Número de submatrizes que terminam neste índice eu mas o índice inicial dessas submatrizes é após o índice anterior do elemento anterior que era maior que K, por que fazemos isso? Porque para esses elementos já devemos ter calculado nossa resposta, então não queremos contar os mesmos subarrays mais de uma vez. Então esse valor será ( eu - anterior - 1) . NOTA: Nisto subtraímos 1 porque já contamos um subarray { arr [i] } tendo-se como elemento único. Veja a nota acima.
- Número de submatrizes com índice inicial menor que eu mas maior que anterior e índice final maior que eu . Portanto, todas as submatrizes nas quais arr[i] está no meio. Isso podemos calcular multiplicando os dois valores acima. Vamos dizê-los como eu = ( N - eu - 1 ) e R= ( eu - anterior -1 ). Agora apenas multiplicamos esses L e R porque para cada índice 1 no lado esquerdo de i há índice R que pode transformar diferentes submatrizes em matemática básica. Então isso se torna L*R. Observe aqui em val de L que na verdade subtraímos 1. Se não fizermos isso, incluímos o índice i em nosso L*R, o que significa que incluímos submatrizes do tipo número 1 novamente. Veja o ponto 1.
Abaixo está a implementação desta abordagem:
C++// C++ program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. #include
// Java program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. import java.util.*; public class GFG { static long countSubarray(int arr[] int n int k) { long ans = 0 ; int prev = - 1; //prev for keeping track of index of previous element > k; for(int i = 0 ; i < n ; i++ ) { if ( arr [ i ] > k ) { ans += n - i ; //subarrays starting at index i. ans += i - prev - 1 ; //subarrays ending at index i but starting after prev. ans += ( n - i - 1 ) * 1L * ( i - prev - 1 ) ; //subarrays having index i element in between. prev = i; // updating prev } } return ans; } // Driver code public static void main(String[] args) { int arr[] = { 4 5 1 2 3 }; int k = 2; int n = arr.length; System.out.print(countSubarray(arr n k)); } } //This Code is contributed by Manjeet Singh
# Python program to count number of subarrays # whose maximum element is greater than K. def countSubarray( arr n k): ans = 0 ; prev = - 1; #prev for keeping track of index of previous element > k; for i in range(0n): if ( arr [ i ] > k ) : ans += n - i ; #subarrays starting at index i. ans += i - prev - 1 ; #subarrays ending at index i but starting after prev. ans += ( n - i - 1 ) * ( i - prev - 1 ) ; #subarrays having index i element in between. prev = i; # updating prev return ans; # Driven Program arr = [ 4 5 1 2 3 ]; k = 2; n = len(arr); print(countSubarray(arr n k)); # this code is contributed by poojaagarwal2.
// C# program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. using System; public class GFG { static long countSubarray(int[] arr int n int k) { long ans = 0; int prev = -1; // prev for keeping track of index of // previous element > k; for (int i = 0; i < n; i++) { if (arr[i] > k) { ans += n - i; // subarrays starting at index // i. ans += i - prev - 1; // subarrays ending at index i // but starting after prev. ans += (n - i - 1) * (long)1 * (i - prev - 1); // subarrays having index i // element in between. prev = i; // updating prev } } return ans; } // Driver code public static void Main(string[] args) { int[] arr = { 4 5 1 2 3 }; int k = 2; int n = arr.Length; Console.Write(countSubarray(arr n k)); } } // This Code is contributed by Karandeep1234
// Javascript program to count number of subarrays // whose maximum element is greater than K. function countSubarray(arr n k) { let ans = 0 ; //prev for keeping track of index of previous element > k; let prev = - 1; for(let i = 0 ; i < n ; i++ ) { if ( arr [ i ] > k ) { //subarrays starting at index i. ans += n - i ; //subarrays ending at index i but starting after prev. ans += i - prev - 1 ; //subarrays having index i element in between. ans += ( n - i - 1 ) * 1 * ( i - prev - 1 ) ; // updating prev prev = i; } } return ans; } // Driven Program let arr = [ 4 5 1 2 3 ]; let k = 2; let n = arr.length; document.write(countSubarray(arr n k));
Saída
12
Complexidade de tempo: O(n).
Abordagem 3: Técnica de janela deslizante.
Algoritmo:
1. Inicializar uma variável anos = 0 uma variável maxElemento = 0 e uma variável contagem = 0 .
2. Itere pelo array fazendo o seguinte para cada elemento:
um. Se o elemento atual, ou seja, arr[eu] é maior que o máximo atual, atualize o máximo, ou seja, O rádio = arr] e redefinir a contagem para 0.
b. Se o elemento atual for menor ou igual ao máximo atual, aumente a contagem.
c. Se maxElemento é maior que k então adicionar contagem de submatrizes para a resposta final e atualizar o maxElemento para o elemento atual.
3. Retornar resposta final.
Aqui está a implementação da técnica de janela deslizante.
C++#include
#include
import java.util.*; public class GFG { // Function to count the number of subarrays with the maximum element greater than k public static int countSubarray(int[] arr int n int k) { int maxElement = 0; // Variable to store the maximum element encountered so far int count = 0; // Variable to count the length of the subarray with elements <= k int ans = 0; // Variable to store the final result for (int i = 0; i < n; i++) { if (arr[i] > maxElement) { // If the current element is greater than the maximum element // update the maximum element and reset the count to zero. maxElement = arr[i]; count = 0; } else { // increment the count count++; } if (maxElement > k) { // If the maximum element in the current subarray is greater than k // add the count of subarrays ending at the current index (i - count + 1) to the result. ans += (i - count + 1); // Reset the maximum element and count to zero. maxElement = arr[i]; count = 0; } } // Return the final result return ans; } public static void main(String[] args) { int[] arr = {1 2 3 4}; int k = 1; int n = arr.length; // Call the countSubarray function to count the number of subarrays with maximum element greater than k int result = countSubarray(arr n k); System.out.println(result); } } // THIS CODE IS CONTRIBUTED BY KIRTI AGARWAL
def countSubarray(arr n k): maxElement count ans = 0 0 0 for i in range(n): if arr[i] > maxElement: maxElement = arr[i] count = 0 else: count += 1 if maxElement > k: ans += (i - count + 1) maxElement = arr[i] count = 0 ans += (count * (count + 1)) // 2 return ans arr = [1 2 3 4] k = 1 n = len(arr) print(countSubarray(arr n k)) # This code is contributed by Vaibhav Saroj
using System; public class Program { public static int CountSubarray(int[] arr int n int k) { int maxElement = 0 count = 0 ans = 0; for(int i=0; i<n; i++) { if(arr[i] > maxElement) { maxElement = arr[i]; count = 0; } else { count++; } if(maxElement > k) { ans += (i - count + 1); maxElement = arr[i]; count = 0; } } ans += (count * (count + 1)) / 2; return ans; } public static void Main() { int[] arr = {1 2 3 4}; int k = 1; int n = arr.Length; Console.WriteLine(CountSubarray(arr n k)); } } // This code is contributed by Vaibhav Saroj
function countSubarray(arr n k) { let maxElement = 0 count = 0 ans = 0; for(let i=0; i<n; i++) { if(arr[i] > maxElement) { maxElement = arr[i]; count = 0; } else { count++; } if(maxElement > k) { ans += (i - count + 1); maxElement = arr[i]; count = 0; } } ans += (count * (count + 1)) / 2; return ans; } let arr = [1 2 3 4]; let k = 1; let n = arr.length; console.log(countSubarray(arr n k)); // This code is contributed by Vaibhav Saroj
Saída
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A Técnica da Janela Deslizante é uma contribuição de Vaibhav Saroj .
Complexidade de tempo: O(n).
Complexidade Espacial: O( 1 ).