2026-05-17:中心子数组的数量。用go语言,给定一个整数数组 nums。 考虑数组中的任意一个连续非空子数组。若该子数组

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福大大架构师每日一题 发表于 2026/05/17 08:22:57 2026/05/17
【摘要】 2026-05-17:中心子数组的数量。用go语言,给定一个整数数组 nums。考虑数组中的任意一个连续非空子数组。若该子数组的“总和”恰好等于该子数组中“至少一个元素的值”,则称这个子数组为中心子数组。你的任务是:统计 nums 中所有中心子数组的数量,并返回这个数量。1 <= nums.length <= 500。-100000 <= nums[i] <= 100000。输入: nums...

2026-05-17:中心子数组的数量。用go语言,给定一个整数数组 nums。

考虑数组中的任意一个连续非空子数组。若该子数组的“总和”恰好等于该子数组中“至少一个元素的值”,则称这个子数组为中心子数组。

你的任务是:统计 nums 中所有中心子数组的数量,并返回这个数量。

1 <= nums.length <= 500。

-100000 <= nums[i] <= 100000。

输入: nums = [-1,1,0]。

输出: 5。

解释:

所有单元素子数组([-1],[1],[0])都是中心子数组。

子数组 [1, 0] 的元素之和为 1,且 1 存在于该子数组中。

子数组 [-1, 1, 0] 的元素之和为 0,且 0 存在于该子数组中。

因此,答案是 5。

题目来自力扣3804。

中心子数组统计过程详细解析

第一步:明确所有连续非空子数组

数组长度为3,总共有 6个 连续非空子数组(所有可能的连续片段):

  1. [-1](起始索引0,结束索引0)
  2. [-1,1](起始索引0,结束索引1)
  3. [-1,1,0](起始索引0,结束索引2)
  4. [1](起始索引1,结束索引1)
  5. [1,0](起始索引1,结束索引2)
  6. [0](起始索引2,结束索引2)

第二步:逐一枚举所有子数组,判断是否为中心子数组

代码的核心逻辑是:固定子数组的起点,依次扩展终点,遍历所有子数组,同时用哈希表记录当前子数组包含的元素,快速判断「总和是否存在于子数组中」。

阶段1:固定起点为索引0(元素:-1)

从第一个元素开始,逐步向右扩展子数组:

  1. 子数组 [-1]
    • 元素:{-1}
    • 总和:-1
    • 判断:总和 -1 存在于元素中 → 是中心子数组,计数+1
  2. 子数组 [-1,1]
    • 元素:{-1,1}
    • 总和:-1+1=0
    • 判断:总和0 不存在于元素中 → 不是,计数不变
  3. 子数组 [-1,1,0]
    • 元素:{-1,1,0}
    • 总和:-1+1+0=0
    • 判断:总和0 存在于元素中 → 是中心子数组,计数+1
      ✅ 此阶段累计:2个

阶段2:固定起点为索引1(元素:1)

清空之前的记录,从第二个元素开始扩展:

  1. 子数组 [1]
    • 元素:{1}
    • 总和:1
    • 判断:总和1 存在于元素中 → 是中心子数组,计数+1
  2. 子数组 [1,0]
    • 元素:{1,0}
    • 总和:1+0=1
    • 判断:总和1 存在于元素中 → 是中心子数组,计数+1
      ✅ 此阶段累计:2个(总计数:4)

阶段3:固定起点为索引2(元素:0)

清空之前的记录,从第三个元素开始扩展:

  1. 子数组 [0]
    • 元素:{0}
    • 总和:0
    • 判断:总和0 存在于元素中 → 是中心子数组,计数+1
      ✅ 此阶段累计:1个(总计数:5)

第三步:最终统计

所有符合条件的中心子数组:

  1. [-1]
  2. [-1,1,0]
  3. [1]
  4. [1,0]
  5. [0]
    总计 5个,与题目输出一致。

代码核心逻辑通俗解释

  1. 双重循环遍历所有子数组:外层循环固定子数组的起点,内层循环从起点开始向右扩展,确定子数组的终点,覆盖所有连续子数组。
  2. 哈希表记录当前子数组元素:每扩展一个终点,就把新元素存入哈希表(快速去重,只记录元素是否存在)。
  3. 实时计算子数组总和:每扩展一个元素,就累加计算当前子数组的总和。
  4. 快速判断:检查「总和」是否在哈希表中(即是否存在于当前子数组),如果存在,就将结果计数+1。

时间复杂度 & 空间复杂度

1. 时间复杂度

  • 外层循环:遍历数组的每个元素作为起点,执行 n 次(n是数组长度)。
  • 内层循环:每个起点最多向右遍历到数组末尾,平均执行 n/2 次,总次数为 n² 级别。
  • 哈希表的插入、查询操作都是 O(1) 常数时间。
  • 总时间复杂度:O(n²)(n为数组长度,本题n≤500,n²=25万,完全满足要求)。

2. 空间复杂度

  • 代码中使用了一个哈希表,每次遍历新起点时都会清空哈希表
  • 哈希表最多存储当前子数组的所有唯一元素,子数组最长为n,元素最多n个。
  • 总空间复杂度:O(n)(额外空间仅为哈希表,最大占用n个元素的空间)。

总结

  1. 计算过程:通过固定起点+扩展终点遍历所有连续子数组,用哈希表记录元素,实时计算总和并判断是否符合条件;
  2. 时间复杂度:O(n²)(双重循环);
  3. 空间复杂度:O(n)(哈希表临时存储元素)。

Go完整代码如下:

package main

import (
	"fmt"
)

func centeredSubarrays(nums []int) (ans int) {
	has := map[int]int{}
	for i := range nums {
		clear(has)
		s := 0
		for _, x := range nums[i:] {
			has[x] = 1
			s += x
			ans += has[s]
		}
	}
	return
}

func main() {
	nums := []int{-1, 1, 0}
	result := centeredSubarrays(nums)
	fmt.Println(result)
}

在这里插入图片描述

Python完整代码如下:

# -*-coding:utf-8-*-

def centeredSubarrays(nums):
    ans = 0
    n = len(nums)
    for i in range(n):
        has = {}
        s = 0
        for j in range(i, n):
            x = nums[j]
            has[x] = 1
            s += x
            ans += has.get(s, 0)
    return ans

def main():
    nums = [-1, 1, 0]
    result = centeredSubarrays(nums)
    print(result)

if __name__ == "__main__":
    main()

在这里插入图片描述

C++完整代码如下:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_map>

using namespace std;

int centeredSubarrays(vector<int>& nums) {
    int ans = 0;
    unordered_map<int, int> has;

    for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
        has.clear();
        int s = 0;
        for (int j = i; j < nums.size(); j++) {
            int x = nums[j];
            has[x] = 1;
            s += x;
            ans += has[s];  // 如果 s 不存在于 map 中,has[s] 会返回 0
        }
    }
    return ans;
}

int main() {
    vector<int> nums = {-1, 1, 0};
    int result = centeredSubarrays(nums);
    cout << result << endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

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