剑指offer51 构建乘积数组

剑指offer51

构建乘积数组

题目描述

给定一个数组A[0,1,…,n-1],请构建一个数组B[0,1,…,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*…*A[i-1]*A[i+1]*…*A[n-1]。不能使用除法。（注意：规定B[0] = A[1] * A[2] * … * A[n-1]，B[n-1] = A[0] * A[1] * … * A[n-2];）
对于A长度为1的情况，B无意义，故而无法构建，因此该情况不会存在。

输入

[1,2,3,4,5]

输出

[120,60,40,30,24]

思路

B[i]的值可以看作下图的矩阵中每行的乘积

下三角用连乘可以很容求得，上三角，从下向上也是连乘。

因此我们的思路就很清晰了，先算下三角中的连乘，即我们先算出B[i]中的一部分，然后倒过来按上三角中的分布规律，把另一部分也乘进去。

对于第一个for循环
第一步：b[0] = 1;
第二步：b[1] = b[0] * a[0] = a[0]
第三步：b[2] = b[1] * a[1] = a[0] * a[1];
第四步：b[3] = b[2] * a[2] = a[0] * a[1] * a[2];
第五步：b[4] = b[3] * a[3] = a[0] * a[1] * a[2] * a[3];
然后对于第二个for循环
第一步
temp *= a[4] = a[4];
b[3] = b[3] * temp = a[0] * a[1] * a[2] * a[4];
第二步
temp *= a[3] = a[4] * a[3];
b[2] = b[2] * temp = a[0] * a[1] * a[4] * a[3];
第三步
temp *= a[2] = a[4] * a[3] * a[2];
b[1] = b[1] * temp = a[0] * a[4] * a[3] * a[2];
第四步
temp *= a[1] = a[4] * a[3] * a[2] * a[1];
b[0] = b[0] * temp = a[4] * a[3] * a[2] * a[1];
由此可以看出从b[4]到b[0]均已经得到正确计算。

代码

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    public int[] multiply(int[] A) {
        int len = A.length;
        int[] B = new int[len];
        if(len!=0){
            B[0] = 1;
            //计算下三角连乘
            for(int i=1;i<len;i++){
                B[i] = B[i-1]*A[i-1];
            }
            int temp=1;
            //计算上三角连乘
            for(int j=len-2;j>=0;j--){
                temp*=A[j+1];
                B[j]*=temp;
            }
        }
        return B;
    }
}
/**
对于第一个for循环
第一步：b[0] = 1;
第二步：b[1] = b[0] * a[0] = a[0]
第三步：b[2] = b[1] * a[1] = a[0] * a[1];
第四步：b[3] = b[2] * a[2] = a[0] * a[1] * a[2];
第五步：b[4] = b[3] * a[3] = a[0] * a[1] * a[2] * a[3];
然后对于第二个for循环
第一步
temp *= a[4] = a[4]; 
b[3] = b[3] * temp = a[0] * a[1] * a[2] * a[4];
第二步
temp *= a[3] = a[4] * a[3];
b[2] = b[2] * temp = a[0] * a[1] * a[4] * a[3];
第三步
temp *= a[2] = a[4] * a[3] * a[2]; 
b[1] = b[1] * temp = a[0] * a[4] * a[3] * a[2];
第四步
temp *= a[1] = a[4] * a[3] * a[2] * a[1]; 
b[0] = b[0] * temp = a[4] * a[3] * a[2] * a[1];
由此可以看出从b[4]到b[0]均已经得到正确计算。
*/