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C++ 프로그램에서 해당 크기의 모든 하위 배열의 합이 k보다 작은 최대 하위 배열 크기

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이 문제에서 n개의 양의 정수와 정수 k로 구성된 배열 arr[]가 주어집니다. 우리의 임무는 해당 크기의 모든 하위 배열이 k보다 작은 합계를 갖도록 최대 하위 배열 크기를 찾는 프로그램을 만드는 것입니다.

문제 설명 − 우리는 배열의 요소로부터 크기로 생성된 모든 하위 배열이 k보다 작거나 같은 요소의 합을 갖도록 하위 배열의 가장 큰 크기를 찾아야 합니다.

문제를 이해하기 위해 예를 들어 보겠습니다.

입력

arr[n] = {4, 1, 3, 2}, k = 9

출력

3

설명

크기가 3인 모든 하위 배열과 그 합 -

{4, 1, 3} = 8
{1, 3, 2} = 6
The sum of all subarrays of size 3 is less than or equal to k.

솔루션 접근 방식

문제에 대한 간단한 해결책은 k보다 큰 크기를 가질 수 있는 부분배열을 찾는 것입니다. 이를 위해 주어진 인덱스까지 요소의 합을 나타내는 접두사 sum을 생성합니다. 이 접두사 합계의 경우 k보다 작은 최대 결과를 찾고 이것의 색인이 결과가 됩니다. 여기에서 접두사 합계가 모든 크기에 대해 k보다 크고 나머지는 모두 합계가 있는 경우라는 사실을 사용했습니다. 이보다 작으면 길이가 -1인 모든 하위 배열의 합은 k보다 작습니다.

예시

우리 솔루션의 작동을 설명하는 프로그램

#include<iostream>
using namespace std;
int calcSubArraySize(int arr[], int n, int k){
   int prefixSum[n + 1];
   prefixSum[0] = 0;
   for (int i = 0; i < n; i++)
   prefixSum[i + 1] = prefixSum[i] + arr[i];
   // Searching size
   int maxLen = −1;
   int start = 1, end = n;
   int mid, i;
   while (start <= end){
      int mid = (start + end) / 2;
      for (i = mid; i <= n; i++){
         if (prefixSum[i] − prefixSum[i − mid] > k)
         break;
      }
      if (i == n + 1){
         start = mid + 1;
         maxLen = mid;
      }
      else
      end = mid − 1;
   }
   return maxLen;
}
int main(){
   int arr[] = {4, 1, 2, 3};
   int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
   int k = 9;
   cout<<"The maximum subarray size, such that all subarrays of that
   size have sum less than k is "<<calcSubArraySize(arr, n, k);
   return 0;
}

출력

이 방법은 효율적이지만 문제를 해결하기 위해 더 나은 접근 방식을 만들 수 있습니다.

이 접근 방식에서는 하위 배열의 합을 찾기 위해 슬라이딩 창 방법을 사용합니다. 모든 요소를 ​​취하는 것으로 시작하여 합이 k보다 높게 유지될 때까지의 길이를 찾을 것입니다. 그런 다음 모든 하위 배열의 합이 0보다 작거나 같은 하위 배열의 최대 크기인 length - 1을 반환합니다.

예시

우리 솔루션의 작동을 설명하는 프로그램

#include <iostream>
using namespace std;
int calcSubArraySizeSW(int arr[], int n, int k){
   int maxLen = n;
   int subArraySum = 0;
   int start = 0;
   for (int end = 0; end < n; end++){
      subArraySum += arr[end];
      while (subArraySum > k) {
         subArraySum −= arr[start];
         start++;
         maxLen = min(maxLen, end − start + 1);
         if (subArraySum == 0)
            break;
      }
      if (subArraySum == 0) {
         maxLen = −1;
         break;
      }
   }
   return maxLen;
}
int main(){
   int arr[] = { 4, 1, 3, 2, 6 };
   int k = 12;
   int n = sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]);
   cout<<"The maximum subarray size, such that all subarrays of that
   size have sum less than k is "<<calcSubArraySizeSW(arr, n, k);
   return 0;
}

출력

The maximum subarray size, such that all subarrays of that size have sum
less than k is 4