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Como encontrar o número de subsequências de soma igual a k em Java - Programação Dinâmica em Java - Desafio de Programação Resolvido em Java

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Pergunta/Tarefa:

O desafio de se encontrar o número de sub-arrays ou sub-vetores que contenham uma soma igual a um determinado número está presente em praticamente todas as listas de exercícios para a prática de programação dinâmica em Java.

Este problema consiste em, dado um vetor v[], você deve retornar a quantidade de subsequências de soma igual a um determinado número k. Os sub-arrays incluídos na contagem devem ser contíguos, ou seja, os elementos da subsequência deverão estar consecutivos no vetor original.

Então, dado o vetor [5, 1, 2, 4, 3, -1, 4], encontre a quantidade de subarrays cuja soma dos elementos seja igual a 6.

Sua saída deverá ser parecida com:

O vetor é: [5, 1, 2, 4, 3, -1, 4]
Encontrei 4 subarrays com a soma indicada
Embora o exercício não peça para mostrar as sub-sequências, você pode fazer o teste de mesa no algoritmo e verificar que os sub-arrays são:

[5, 1]
[2, 4]
[4, 3, -1]
[3, -1, 4]

Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java:

Atenção: Existem muitos algoritmos refinados para uma solução mais eficiente deste problema. Aqui eu apresento a solução usando força-bruta. Essa é a forma mais ineficiente e que consome mais tempo e recursos da máquina. No entanto, esta é também a forma mais fácil de entender o algoritmo aplicado.

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----------------------------------------------------------------------

package estudos;

import java.util.Arrays;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // vamos criar um array com 7 elementos
    int valores[] = {5, 1, 2, 4, 3, -1, 4};
    System.out.println("O vetor é: " + Arrays.toString(valores));
    
    // agora vamos encontrar a quantidade de subsequências
    // de elementos consecutivos com soma igual a 6
    int quant_subarrays = quantSubarraysSoma(valores, 6);
    System.out.println("Encontrei " + quant_subarrays +
      " subarrays com a soma indicada");
  }
 
  // este método Java recebe um array e um número K e retorna
  // a quantidade de subsequências do vetor que possuem soma
  // igual a K
  public static int quantSubarraysSoma(int[] vetor, int numero) { 
    // primeiro obtemos a quantidade de elemetos no array
    int n = vetor.length;
    // ajustamos o contador para 0
    int contador = 0;
  
    // um laço externo que percorre todos os elementos
    // do array, do primeiro até o último
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      // para cada i nós percorremos a partir dele até o final
      // do vetor
      for (int j = i; j < n; j++) {
        // ajustamos a soma para zero
        int soma = 0;
      
        // percorremos o vetor a partir do índice i até
        // o índice j
        for (int k = i; k <= j; k++) {
          // e aumentamos a soma
          soma += vetor[k];
        }
      
        // a soma é igual ao número recebido?
        if (soma == numero){
          // aumentamos o contador
          contador = contador + 1;
        }
      }
    }
    
    // retornamos a contagem
    return contador;
  }
}


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