Java中全局数组与变量的声明及前缀和算法的优化实践

public class PrefixSum {
    // 声明一个静态数组aux，它属于类而不是类的某个特定实例
    private static int[] aux; 

    // 其他方法...
}

package Arrays;

public class prefixSum {

    static void sumArray(int arr[]) {
        int n = arr.length;
        int aux[] = new int[n]; // aux在这里是sumArray方法的局部变量
        int curr = arr[0];
        aux[0] = curr;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            aux[i] = arr[i] + curr;
        }
    }

    static int getSum(int arr[],int start,int end){
        // 尝试访问aux，但aux是sumArray的局部变量，此处无法访问
        // sumArray(arr); 
        // if(start==0){
        //     return aux[end]; 
        // }
        // return aux[end]-aux[start-1]
        return 0; // 占位符，实际会编译错误
    }

    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = { 2, 5, 7, 3, 4, 5, 3 };
        int start = 2;
        int end = 5;
        System.out.print(getSum(arr, start, end));
    }
}

public class PrefixSum {

    /**
     * 计算并返回给定数组的前缀和数组。
     *
     * @param arr 原始整数数组。
     * @return 包含原始数组前缀和的新数组。
     */
    static int[] sumArray(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        int[] aux = new int[n]; // aux现在是sumArray方法的局部变量，但会被返回
        if (n == 0) {
            return aux; // 处理空数组情况
        }

        aux[0] = arr[0];
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            aux[i] = arr[i] + aux[i - 1]; // 修正前缀和计算逻辑，应累加前一个前缀和
        }
        return aux;
    }

    /**
     * 根据前缀和数组计算指定区间的和。
     *
     * @param prefixSumArray 预先计算好的前缀和数组。
     * @param start 区间起始索引（包含）。
     * @param end 区间结束索引（包含）。
     * @return 区间 [start, end] 的和。
     */
    static int getSum(int[] prefixSumArray, int start, int end) {
        // 边界检查
        if (start < 0 || end >= prefixSumArray.length || start > end) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid start or end index.");
        }

        if (start == 0) {
            return prefixSumArray[end];
        }
        return prefixSumArray[end] - prefixSumArray[start - 1];
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2, 5, 7, 3, 4, 5, 3};
        int start = 2; // 对应原始数组中的索引2（值7）
        int end = 5;   // 对应原始数组中的索引5（值5）

        // 首先计算前缀和数组
        int[] prefixSums = sumArray(arr);

        // 然后使用前缀和数组进行区间查询
        System.out.print(getSum(prefixSums, start, end)); // 预期输出：7 + 3 + 4 + 5 = 19
    }
}