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2090. 半径为 k 的子数组平均值

给你一个下标从 0 开始的数组 nums ,数组中有 n 个整数,另给你一个整数 k

半径为 k 的子数组平均值 是指:nums 中一个以下标 i中心半径k 的子数组中所有元素的平均值,即下标在 i - ki + k 范围( i - ki + k)内所有元素的平均值。如果在下标 i 前或后不足 k 个元素,那么 半径为 k 的子数组平均值 -1

构建并返回一个长度为 n 的数组 avgs ,其中 avgs[i] 是以下标 i 为中心的子数组的 半径为 k 的子数组平均值

x 个元素的 平均值x 个元素相加之和除以 x ,此时使用截断式 整数除法 ,即需要去掉结果的小数部分。

 

示例 1:

输入:nums = [7,4,3,9,1,8,5,2,6], k = 3
输出:[-1,-1,-1,5,4,4,-1,-1,-1]
解释:
- avg[0]、avg[1] 和 avg[2] 是 -1 ,因为在这几个下标前的元素数量都不足 k 个。
- 中心为下标 3 且半径为 3 的子数组的元素总和是:7 + 4 + 3 + 9 + 1 + 8 + 5 = 37 。
  使用截断式 整数除法,avg[3] = 37 / 7 = 5 。
- 中心为下标 4 的子数组,avg[4] = (4 + 3 + 9 + 1 + 8 + 5 + 2) / 7 = 4 。
- 中心为下标 5 的子数组,avg[5] = (3 + 9 + 1 + 8 + 5 + 2 + 6) / 7 = 4 。
- avg[6]、avg[7] 和 avg[8] 是 -1 ,因为在这几个下标后的元素数量都不足 k 个。

示例 2:

输入:nums = [100000], k = 0
输出:[100000]
解释:
- 中心为下标 0 且半径 0 的子数组的元素总和是:100000 。
  avg[0] = 100000 / 1 = 100000 。

示例 3:

输入:nums = [8], k = 100000
输出:[-1]
解释:
- avg[0] 是 -1 ,因为在下标 0 前后的元素数量均不足 k 。

 

提示:

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class Solution { public: vector<int> getAverages(vector<int>& nums, int k) { } };

java 解法, 执行用时: 5 ms, 内存消耗: 60.4 MB, 提交时间: 2023-09-06 23:45:16

class Solution {
    public int[] getAverages(int[] nums, int k) {
        int[] res = new int[nums.length];
        int l = 0;
        long sum = 0; //不为long 类型的话,最后一个用例会溢出
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            res[i] = -1;
            if (i < 2 * k) { //当前窗口大小不够,就向右扩一个
                sum += nums[i];
            }else {
                sum += nums[i];//窗口右扩一个,此时窗口大小刚好
                res[i - k] = (int) (sum / (2 * k + 1)); //那么i - k索引处的元素就是在窗口中间,就可以算该处为中心的平均值
                sum -= nums[l++];//窗口左边界收缩一个,可以是窗口大小保持为2 * k + 1
            }
        }
        return res;
    }
}

java 解法, 执行用时: 5 ms, 内存消耗: 60.7 MB, 提交时间: 2023-09-06 23:44:46

class Solution {
    public int[] getAverages(int[] nums, int k) {
        int ans[]=new int[nums.length];
        Arrays.fill(ans,-1);
        if(nums.length>=2*k+1){
            long sum=0;
            for(int i=0;i<2*k;i++){sum+=nums[i];}
            for(int i=2*k;i<nums.length;i++){
                sum+=nums[i];
                ans[i-k]=(int)(sum/(2*k+1));
                sum-=nums[i-2*k];
            }
        }
        return ans;
    }
}

cpp 解法, 执行用时: 200 ms, 内存消耗: 126.9 MB, 提交时间: 2023-09-06 23:43:50

class Solution {
public:
    vector<int> getAverages(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        vector<int> ans(n, -1);
        if (k * 2 + 1 <= n) {
            long long sum = accumulate(nums.begin(), nums.begin() + k * 2 + 1, 0LL);
            for (int i = k; i + k < n; ++i) {
                if (i != k) {
                    sum += nums[i + k] - nums[i - k - 1];
                }
                ans[i] = sum / (k * 2 + 1);
            }
        }
        return ans;
    }
};

python3 解法, 执行用时: 172 ms, 内存消耗: 30.6 MB, 提交时间: 2023-09-06 23:43:38

class Solution:
    def getAverages(self, nums: List[int], k: int) -> List[int]:
        n = len(nums)
        ans = [-1] * n
        if k * 2 + 1 <= n:
            total = sum(nums[:k * 2 + 1])
            for i in range(k, n - k):
                if i != k:
                    total += nums[i + k] - nums[i - k - 1]
                ans[i] = total // (k * 2 + 1)
        return ans

golang 解法, 执行用时: 184 ms, 内存消耗: 9.4 MB, 提交时间: 2023-09-06 23:43:20

func getAverages(nums []int, k int) []int {
	avgs := make([]int, len(nums))
	sum := 0
	for i, v := range nums {
		if i < k || i+k >= len(nums) { // 超过边界
			avgs[i] = -1
		}
		sum += v // 进入窗口
		if i >= k*2 {
			avgs[i-k] = sum / (k*2+1)
			sum -= nums[i-k*2] // 窗口最左边的元素离开窗口
		}
	}
	return avgs
}

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