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Zählen Sie Subarrays mit einer durch K teilbaren Summe

Gegeben ein Array arr[] und eine ganze Zahl k Die Aufgabe besteht darin, alle Subarrays zu zählen, deren Summe ist teilbar durch k .

Beispiele:

Eingang: arr[] = [4 5 0 -2 -3 1] k = 5
Ausgabe: 7
Erläuterung: Es gibt 7 Unterarrays, deren Summe durch 5 teilbar ist: [4 5 0 -2 -3 1] [5] [5 0] [5 0 -2 -3] [0] [0 -2 -3] und [-2 -3].



Eingang: arr[] = [2 2 2 2 2 2] k = 2
Ausgabe: 21
Erläuterung: Alle Subarray-Summen sind durch 2 teilbar.

Eingang: arr[] = [-1 -3 2] k = 5
Ausgabe:
Erläuterung: Es gibt kein Subarray, dessen Summe durch k teilbar ist.

Inhaltsverzeichnis

[Naiver Ansatz] Iterieren über alle Subarrays

Die Idee besteht darin, alle möglichen Unterarrays zu durchlaufen und dabei den Überblick zu behalten Summe des Subarrays Modulo k . Wenn für jedes Unterarray die Untergruppe des Unterarrays modulo k 0 wird, erhöhen Sie die Anzahl um 1. Nach der Iteration über alle Unterarrays wird die Anzahl als Ergebnis zurückgegeben.

C++ 
// C++ Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // by iterating over all possible subarrays #include    #include  using namespace std; int subCount(vector<int> &arr int k) {  int n = arr.size() res = 0;     // Iterating over starting indices of subarray  for(int i = 0; i < n; i++) {  int sum = 0;    // Iterating over ending indices of subarray  for(int j = i; j < n; j++) {  sum = (sum + arr[j]) % k;  if(sum == 0)  res += 1;  }  }  return res; } int main() {  vector<int> arr = {4 5 0 -2 -3 1};  int k = 5;    cout << subCount(arr k); }
C 
// C Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // by iterating over all possible subarrays #include  int subCount(int arr[] int n int k) {  int res = 0;  // Iterating over starting indices of subarray  for (int i = 0; i < n; i++) {  int sum = 0;  // Iterating over ending indices of subarray  for (int j = i; j < n; j++) {  sum = (sum + arr[j]) % k;  if (sum == 0)  res += 1;  }  }  return res; } int main() {  int arr[] = {4 5 0 -2 -3 1};  int k = 5;  int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  printf('%d' subCount(arr n k));  return 0; }
Java 
// Java Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // by iterating over all possible subarrays import java.util.*; class GfG {  static int subCount(int[] arr int k) {  int n = arr.length res = 0;  // Iterating over starting indices of subarray  for (int i = 0; i < n; i++) {  int sum = 0;  // Iterating over ending indices of subarray  for (int j = i; j < n; j++) {  sum = (sum + arr[j]) % k;  if (sum == 0)  res += 1;  }  }  return res;  }  public static void main(String[] args) {  int[] arr = {4 5 0 -2 -3 1};  int k = 5;  System.out.println(subCount(arr k));  } }
Python 
# Python Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K # by iterating over all possible subarrays def subCount(arr k): n = len(arr) res = 0 # Iterating over starting indices of subarray for i in range(n): sum = 0 # Iterating over ending indices of subarray for j in range(i n): sum = (sum + arr[j]) % k if sum == 0: res += 1 return res if __name__ == '__main__': arr = [4 5 0 -2 -3 1] k = 5 print(subCount(arr k))
C# 
// C# Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // by iterating over all possible subarrays using System; using System.Collections.Generic; class GfG {   static int subCount(int[] arr int k) {  int n = arr.Length res = 0;  // Iterating over starting indices of subarray  for (int i = 0; i < n; i++) {  int sum = 0;  // Iterating over ending indices of subarray  for (int j = i; j < n; j++) {  sum = (sum + arr[j]) % k;  if (sum == 0)  res += 1;  }  }  return res;  }  static void Main() {  int[] arr = { 4 5 0 -2 -3 1 };  int k = 5;  Console.WriteLine(subCount(arr k));  } }
JavaScript 
// JavaScript Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // by iterating over all possible subarrays function subCount(arr k) {  let n = arr.length res = 0;  // Iterating over starting indices of subarray  for (let i = 0; i < n; i++) {  let sum = 0;  // Iterating over ending indices of subarray  for (let j = i; j < n; j++) {  sum = (sum + arr[j]) % k;  if (sum === 0)  res += 1;  }  }  return res; } // Driver Code let arr = [4 5 0 -2 -3 1]; let k = 5; console.log(subCount(arr k));

Ausgabe 
7

Zeitkomplexität: O(n^2), da wir über alle möglichen Start- und Endpunkte von Subarrays iterieren.
Hilfsraum: O(1)

[Erwarteter Ansatz] Verwendung der Präfixsumme modulo k

Die Idee ist zu verwenden Präfixsummentechnik zusammen mit Hashing . Bei sorgfältiger Beobachtung können wir sagen, dass, wenn die Summe eines Subarrays arr[i...j] durch k teilbar ist, (Präfix Summe[i] % k) gleich (Präfix Summe[j] % k) ist. Wir können also über arr[] iterieren und dabei eine Hash-Map oder ein Wörterbuch pflegen, um die Anzahl von (Präfixsumme mod k) zu zählen. Für jeden Index i ist die Anzahl der Subarrays, die bei i enden und deren Summe durch k teilbar ist, gleich der Anzahl der Vorkommen von (Präfix sum[i] mod k) vor i.

Notiz: Der negative Wert von (Präfixsumme mod k) muss in Sprachen wie separat behandelt werden C++ Java C# Und JavaScript wohingegen in Python (Präfix Summe mod k) ist immer ein nicht negativer Wert, da er das Vorzeichen des Divisors annimmt k .

C++ 
// C++ Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // using Prefix Sum and Hash map #include    #include  #include  using namespace std; int subCount(vector<int> &arr int k) {  int n = arr.size() res = 0;  unordered_map<int int> prefCnt;  int sum = 0;    // Iterate over all ending points  for(int i = 0; i < n; i++) {    // prefix sum mod k (handling negative prefix sum)  sum = ((sum + arr[i]) % k + k) % k;    // If sum == 0 then increment the result by 1  // to count subarray arr[0...i]  if(sum == 0)  res += 1;    // Add count of all starting points for index i  res += prefCnt[sum];    prefCnt[sum] += 1;  }  return res; } int main() {  vector<int> arr = {4 5 0 -2 -3 1};  int k = 5;    cout << subCount(arr k); }
Java 
// Java Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // using Prefix Sum and Hash map import java.util.*; class GfG {  static int subCount(int[] arr int k) {  int n = arr.length res = 0;  Map<Integer Integer> prefCnt = new HashMap<>();  int sum = 0;  // Iterate over all ending points  for (int i = 0; i < n; i++) {  // prefix sum mod k (handling negative prefix sum)  sum = ((sum + arr[i]) % k + k) % k;  // If sum == 0 then increment the result by 1  // to count subarray arr[0...i]  if (sum == 0)  res += 1;  // Add count of all starting points for index i  res += prefCnt.getOrDefault(sum 0);  prefCnt.put(sum prefCnt.getOrDefault(sum 0) + 1);  }  return res;  }  public static void main(String[] args) {  int[] arr = {4 5 0 -2 -3 1};  int k = 5;  System.out.println(subCount(arr k));  } }
Python 
# Python Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K # using Prefix Sum and Dictionary from collections import defaultdict def subCount(arr k): n = len(arr) res = 0 prefCnt = defaultdict(int) sum = 0 # Iterate over all ending points for i in range(n): sum = (sum + arr[i]) % k # If sum == 0 then increment the result by 1 # to count subarray arr[0...i] if sum == 0: res += 1 # Add count of all starting points for index i res += prefCnt[sum] prefCnt[sum] += 1 return res if __name__ == '__main__': arr = [4 5 0 -2 -3 1] k = 5 print(subCount(arr k))
C# 
// C# Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // using Prefix Sum and Hash map using System; using System.Collections.Generic; class GfG {  static int SubCount(int[] arr int k) {  int n = arr.Length res = 0;  Dictionary<int int> prefCnt = new Dictionary<int int>();  int sum = 0;  // Iterate over all ending points  for (int i = 0; i < n; i++) {    // prefix sum mod k (handling negative prefix sum)  sum = ((sum + arr[i]) % k + k) % k;  // If sum == 0 then increment the result by 1  // to count subarray arr[0...i]  if (sum == 0)  res += 1;  // Add count of all starting points for index i  if (prefCnt.ContainsKey(sum))  res += prefCnt[sum];  if (prefCnt.ContainsKey(sum))  prefCnt[sum] += 1;  else  prefCnt[sum] = 1;  }  return res;  }  static void Main() {  int[] arr = { 4 5 0 -2 -3 1 };  int k = 5;  Console.WriteLine(SubCount(arr k));  } }
JavaScript 
// JavaScript Code to Count Subarrays With Sum Divisible By K // using Prefix Sum and Hash map function subCount(arr k) {  let n = arr.length res = 0;  let prefCnt = new Map();  let sum = 0;  // Iterate over all ending points  for (let i = 0; i < n; i++) {  // prefix sum mod k (handling negative prefix sum)  sum = ((sum + arr[i]) % k + k) % k;  // If sum == 0 then increment the result by 1  // to count subarray arr[0...i]  if (sum === 0)  res += 1;  // Add count of all starting points for index i  res += (prefCnt.get(sum) || 0);  prefCnt.set(sum (prefCnt.get(sum) || 0) + 1);  }  return res; } // Driver Code let arr = [4 5 0 -2 -3 1]; let k = 5; console.log(subCount(arr k));

Ausgabe 
7

Zeitkomplexität: O(n), da wir das Array nur einmal durchlaufen.
Hilfsraum: O(min(n k)) wie höchstens k Schlüssel können in der Hash-Map oder im Wörterbuch vorhanden sein.


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