陣列元素頻率範圍查詢的 JavaScript 程式


給定一個包含整數的陣列,以及另一個包含查詢的陣列,每個查詢表示給定的範圍,由陣列中的最左端和最右端索引以及一個元素表示。對於該範圍或子陣列,我們必須找到該範圍內給定元素的頻率。

元素的頻率是指我們需要說明該範圍內每個整數出現的次數。例如 -

如果給定陣列為:[5, 2, 5, 3, 1, 5, 2, 2, 5]

查詢陣列為:[[0, 4, 5], [1, 7, 2]]

  • 對於第一個查詢,子陣列為:5, 2, 5, 3 和 1,因此 5 的頻率為 2。

  • 對於第二個查詢,子陣列為 2, 5, 3, 1, 5, 2 和 2,因此 2 的頻率為 3。

方法

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟 -

  • 首先,我們將建立一個單獨的函式,以便為每個查詢呼叫,並將查詢元素作為引數傳遞。

  • 在函式內部,我們將獲取陣列的長度以遍歷它,並建立一個名為 count 的變數來儲存給定元素的頻率。

  • 我們將使用 for 迴圈遍歷給定的範圍,並在每次迭代中,如果當前陣列元素等於給定元素,則我們將增加計數。

  • 最後,我們將列印給定元素的當前計數。

示例

讓我們看看實現上述步驟的正確程式碼,以便更好地理解 -

// function to answer their queries 
function findFre(arr, L, R, ele ){
   var n = arr.length 
   var count = 0
   // traversing over the array 
   for(var i = L; i <= R; i++){
      if(arr[i] == ele){
         count++;
      }
   }
   console.log("The frequency of the " + ele + " in the range " + L + " to " + R + " is: " + count);
}
// defining array 
var arr = [5, 2, 5, 3, 1, 5, 2, 2, 5]
console.log("arr =", arr)
var queries = [[0, 4, 5], [1, 7, 2]]
console.log("queries =", queries)
// traversing over the queries array
for(var i = 0; i<queries.length; i++){
   findFre(arr, queries[i][0], queries[i][1], queries[i][2]);
}

時間和空間複雜度

上述程式碼的時間複雜度為 O(Q*N),其中 Q 是查詢數,N 是陣列的大小。時間複雜度是 N 的因素,因為我們正在遍歷給定範圍內的陣列,對於每個查詢。

上述程式碼的空間複雜度為 O(1),因為我們沒有使用任何額外的空間來儲存任何內容。

特殊情況

在上述程式碼中,我們得到了 O(Q*N) 的時間複雜度,如果給定陣列中存在的不同元素的數量較少,則可以透過犧牲空間複雜度來改進,因為對於每個元素,可以維護一個單獨的陣列或對映以進行字首和。

但是,此方法將佔用大量空間,這將是 O(D*N),其中 D 是陣列中存在不同元素的數量,N 是陣列的長度。

透過維護字首和,可以在 O(1) 時間內給出任何查詢的答案,並且整體時間複雜度將為 O(Q),其中 Q 是查詢數。

示例

var store = null;
function lb(a, l, h, k){
   if (l > h){
      return l;
   }
   var m = l + parseInt((h - l) / 2);
   if (k <= a[m]) {
      return lb(a, l, m - 1, k);
   }
   return lb(a, m + 1, h, k);
}
function ub(a, l, h, k){
   if (l > h || l == a.length){
      return l;
   }
   var m = l + parseInt((h - l) / 2);
   if (k >= a[m]){
      return ub(a, m + 1, h, k);
   }
   return ub(a, l, m - 1, k);
}
function findFre(arr, L, R, ele){
   var n = arr.length
   var left_side = lb(store.get(ele), 0, store.get(ele).length, L);
   var right_side = ub(store.get(ele), 0, store.get(ele).length, R);
   var count = right_side - left_side;
   console.log("The frequency of the " + ele + " in the range " + L + " to " + R + " is: " + count);
}
// defining array 
var arr = [5, 2, 5, 3, 1, 5, 2, 2, 5]
console.log("arr =", arr)
// creating a map to store the elements 
store = new Map();
for (var i = 0; i < arr.length; i++){
   if (!store.has(arr[i])){
      store.set(arr[i],new Array());
   }
   store.get(arr[i]).push(i);
}
// creating map for the different elements
// defining queries array 
var queries = [[0, 4, 5], [1, 7, 2]]
console.log("queries =", queries)
// traversing over the queries array
for(var i = 0; i<queries.length; i++){
   findFre(arr, queries[i][0], queries[i][1], queries[i][2]);
}

結論

在本教程中,我們實現了一個 JavaScript 程式來回答範圍查詢,以回答每個查詢中提供的範圍內給定元素的頻率。我們遍歷了陣列中的給定範圍,並維護了一個變數來獲取計數。上述程式碼的時間複雜度為 O(Q*N),上述程式碼的空間複雜度為 O(1)。

更新於: 2023年4月12日

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