Realizar consultas de suma de rango en string según la condición dada

Dada una string S con letras minúsculas únicamente y Q consultas donde cada consulta contiene un par {L, R} . Para cada consulta {L, R}, existe una substring S[L, R] , la tarea es encontrar el valor del producto de la frecuencia de cada carácter en la substring con su posición en orden alfabético. 
Nota: considere la indexación basada en 1.
Ejemplos: 

Entrada: S = “abcd”, Q = { {2, 4}, {1, 3} } 
Salida: 9 6 
Explicación: 
Para la primera consulta, 
la substring es S[2, 4] = “bcd”. Por lo tanto, la frecuencia de b, c, d es 1, 1, 1 en el rango de 2 a 4. 
valor = 2*(1) + 3*(1) + 4*(1) = 9.
Para la segunda consulta, 
la substring es S [1, 3] = “abc”. Por lo tanto, la frecuencia de a, b, c son 1, 1, 1 en el rango de 1 a 3. 
valor = 1*(1) + 2*(1) + 3*(1) = 6.
Entrada: S = “geeksforgeeks” , Q = { {3, 3}, {2, 6}, {1, 13} } 
Salida: 5 46 133 

Enfoque ingenuo: la idea ingenua es recorrer para cada rango [L, R] en la consulta y mantener el recuento de cada carácter en una array. Después de recorrer el rango, encuentre el valor de la expresión 1*(ocurrencias de ‘a’) + 2*(ocurrencias de ‘b’) + 3*(ocurrencias de ‘c’) + ..+ 26*(ocurrencias de ‘z ‘) . 
Complejidad de tiempo: O(N*Q), donde N es la longitud de la string dada. 
Espacio Auxiliar: O(1)
Enfoque Eficiente: La idea es utilizar el Prefijo Suma de toda la string por el cual podemos realizar cada consulta en tiempo constante. A continuación se muestran los pasos: 

1. Cree una array arr[] de longitud igual a la longitud de la string.
2. Recorra la string dada y para cada índice i correspondiente en la string, asigne a arr[i] el valor del carácter actual: ‘a’ .
3. Encuentre la suma del prefijo de la array arr[] . Esta array de suma de prefijos dará la suma de ocurrencia de todos los caracteres hasta cada índice i.
4. Ahora, para cada consulta (digamos {L, R} ), el valor de arr[R – 1] – arr[L – 2] dará el valor de la expresión dada.

A continuación se muestra la implementación del enfoque anterior:

// C++ program for the above approach
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
 
// Function to perform range sum queries
// on string as per the given condition
void Range_sum_query(string S,
                     vector<pair<int, int> > Query)
{
    // Initialize N by string size
    int N = S.length();
 
    // Create array A[] for prefix sum
    int A[N];
 
    A[0] = S[0] - 'a' + 1;
 
    // Iterate till N
    for (int i = 1; i < N; i++) {
        A[i] = S[i] - 'a' + 1;
        A[i] = A[i] + A[i - 1];
    }
 
    // Traverse the queries
    for (int i = 0; i < Query.size(); i++) {
 
        if (Query[i].first == 1) {
 
            // Check if L == 1 range
            // sum will be A[R-1]
            cout << A[(Query[i].second) - 1]
                 << endl;
        }
 
        else {
 
            // Condition if L > 1 range sum
            // will be A[R-1] - A[L-2]
            cout << A[(Query[i].second) - 1]
                        - A[(Query[i].first) - 2]
                 << endl;
        }
    }
}
 
// Driver Code
int main()
{
    // Given string
    string S = "abcd";
 
    vector<pair<int, int> > Query;
 
    // Given Queries
    Query.push_back(make_pair(2, 4));
    Query.push_back(make_pair(1, 3));
 
    // Function call
    Range_sum_query(S, Query);
    return 0;
}

// Java program for the above approach
import java.util.*;
 
class GFG{
     
static class pair
{
    int first, second;
    public pair(int first, int second)
    {
        this.first = first;
        this.second = second;
    }
}
 
// Function to perform range sum queries
// on String as per the given condition
static void Range_sum_query(String S,
                            Vector<pair> Query)
{
     
    // Initialize N by String size
    int N = S.length();
 
    // Create array A[] for prefix sum
    int []A = new int[N];
 
    A[0] = S.charAt(0) - 'a' + 1;
 
    // Iterate till N
    for(int i = 1; i < N; i++)
    {
        A[i] = S.charAt(i) - 'a' + 1;
        A[i] = A[i] + A[i - 1];
    }
 
    // Traverse the queries
    for(int i = 0; i < Query.size(); i++)
    {
        if (Query.get(i).first == 1)
        {
             
            // Check if L == 1 range
            // sum will be A[R-1]
            System.out.print(
                A[(Query.get(i).second) - 1] + "\n");
        }
 
        else
        {
             
            // Condition if L > 1 range sum
            // will be A[R-1] - A[L-2]
            System.out.print(
                A[(Query.get(i).second) - 1] -
                A[(Query.get(i).first) - 2] + "\n");
        }
    }
}
 
// Driver Code
public static void main(String[] args)
{
     
    // Given String
    String S = "abcd";
 
    Vector<pair> Query = new Vector<pair>();
 
    // Given Queries
    Query.add(new pair(2, 4));
    Query.add(new pair(1, 3));
 
    // Function call
    Range_sum_query(S, Query);
}
}
 
// This code is contributed by Rajput-Ji

# Python3 program for the above approach
 
# Function to perform range sum queries
# on string as per the given condition
def Range_sum_query(S, Query):
 
    # Initialize N by string size
    N = len(S)
 
    # Create array A[] for prefix sum
    A = [0] * N
 
    A[0] = ord(S[0]) - ord('a') + 1
 
    # Iterate till N
    for i in range(1, N):
        A[i] = ord(S[i]) - ord('a') + 1
        A[i] = A[i] + A[i - 1]
 
    # Traverse the queries
    for i in range(len(Query)):
        if(Query[i][0] == 1):
 
            # Check if L == 1 range
            # sum will be A[R-1]
            print(A[Query[i][1] - 1])
 
        else:
 
            # Condition if L > 1 range sum
            # will be A[R-1] - A[L-2]
            print(A[Query[i][1] - 1] -
                  A[Query[i][0] - 2])
 
# Driver Code
 
# Given string
S = "abcd"
 
Query = []
 
# Given Queries
Query.append([2, 4])
Query.append([1, 3])
 
# Function call
Range_sum_query(S, Query)
 
# This code is contributed by Shivam Singh

// C# program for the above approach
using System;
using System.Collections.Generic;
  
class GFG{
 
  class pair
  {
    public int first, second;
    public pair(int first, int second)
    {
      this.first = first;
      this.second = second;
    }
  }
 
  // Function to perform range sum queries
  // on String as per the given condition
  static void Range_sum_query(String S, List<pair> Query)
  {
 
    // Initialize N by String size
    int N = S.Length;
 
    // Create array []A for prefix sum
    int[] A = new int[N];
 
    A[0] = S[0] - 'a' + 1;
 
    // Iterate till N
    for (int i = 1; i < N; i++)
    {
      A[i] = S[i] - 'a' + 1;
      A[i] = A[i] + A[i - 1];
    }
 
    // Traverse the queries
    for (int i = 0; i < Query.Count; i++)
    {
      if (Query[i].first == 1)
      {
 
        // Check if L == 1 range
        // sum will be A[R-1]
        Console.Write(A[(Query[i].second) - 1] + "\n");
      }
 
      else
      {
 
        // Condition if L > 1 range sum
        // will be A[R-1] - A[L-2]
        Console.Write(A[(Query[i].second) - 1] -
                      A[(Query[i].first) - 2] + "\n");
      }
    }
  }
 
  // Driver Code
  public static void Main(String[] args)
  {
 
    // Given String
    String S = "abcd";
 
    List<pair> Query = new List<pair>();
 
    // Given Queries
    Query.Add(new pair(2, 4));
    Query.Add(new pair(1, 3));
 
    // Function call
    Range_sum_query(S, Query);
  }
}
 
// This code is contributed by gauravrajput1

<script>
 
// Javascript program for the above approach
 
// Function to perform range sum queries
// on string as per the given condition
function Range_sum_query(S, Query)
{
 
    // Initialize N by string size
    var N = S.length;
 
    // Create array A[] for prefix sum
    var A = Array(N);
 
    A[0] = S[0].charCodeAt(0) - 'a'.charCodeAt(0) + 1;
 
    // Iterate till N
    for (var i = 1; i < N; i++) {
        A[i] = S[i].charCodeAt(0) - 'a'.charCodeAt(0) + 1;
        A[i] = A[i] + A[i - 1];
    }
 
    // Traverse the queries
    for (var i = 0; i < Query.length; i++) {
 
        if (Query[i][0] == 1) {
 
            // Check if L == 1 range
            // sum will be A[R-1]
            document.write( A[(Query[i][1]) - 1]+ "<br>");
        }
 
        else {
 
            // Condition if L > 1 range sum
            // will be A[R-1] - A[L-2]
            document.write( A[(Query[i][1]) - 1]
                        - A[(Query[i][0]) - 2]+ "<br>");
        }
    }
}
 
// Driver Code
// Given string
var S = "abcd";
var Query = [];
 
// Given Queries
Query.push([2, 4]);
Query.push([1, 3]);
 
// Function call
Range_sum_query(S, Query);
 
// This code is contributed by itsok.
</script>

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Complejidad de tiempo: O(N), donde N es la longitud de la string dada. 
Espacio Auxiliar: O(N)