最大連續子陣列和

2021-08-04 16:12:07 字數 3367 閱讀 4215

問題是這樣的:乙個整數陣列中的元素有正有負,在該陣列中找出乙個連續子陣列,要求該連續子陣列中各元素的和最大,這個連續子陣列便被稱作最大連續子陣列。比如陣列的最大連續子陣列為,最大連續子陣列的和為5+2-1+2=8。

下面按照時間複雜度逐步優化的順序依次給出這三種演算法。

該方法的思想非常簡單,先找出從第1個元素開始的最大子陣列,而後再從第2個元素開始找出從第2個元素開始的最大子陣列,依次類推,比較得出最大的子陣列。實現**如下:

[cpp]view plain

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/*常規方法,時間複雜度o(n*n)

先從第乙個元素開始向後累加,

每次累加後與之前的和比較,保留最大值,

再從第二個元素開始向後累加,以此類推。

*/int

maxsubsum1(

int*arr,

intlen)  

}  return

maxsum;  

}  

很明顯地可以看出,該方法的時間複雜度為o(n*n)。

考慮將陣列從中間分為兩個子陣列,則最大子陣列必然出現在以下三種情況之一:

1、完全位於左邊的陣列中。

2、完全位於右邊的陣列中。

3、跨越中點,包含左右陣列中靠近中點的部分。

遞迴將左右子陣列再分別分成兩個陣列,直到子陣列中只含有乙個元素,退出每層遞迴前,返回上面三種情況中的最大值。實現**如下:

[cpp]view plain

copy

/*求三個數中的最大值

*/int

max3(

inta,

intb,

intc)  

/*次優演算法,採用分治策略

*/int

maxsubsum2(

int*arr,

intleft,

intright)  

maxrightbordersum = 0;  

rightbordersum = 0;  

for(i=center+1;i<=right;i++)  

//遞迴求左右部分最大值

maxleftsum = maxsubsum2(arr,left,center);  

maxrightsum = maxsubsum2(arr,center+1,right);  

//返回三者中的最大值

return

max3(maxleftsum,maxrightsum,maxleftbordersum+maxrightbordersum);  

}  /*

將分支策略實現的演算法封裝起來

*/int

maxsubsum2_1(

int*arr,

intlen)    

設該演算法的時間複雜度為t(n),則:

t(n)= 2t(n/2)+ o(n),且t(1)= 1。

逐步遞推得到時間複雜度t(n)= o(nlogn)。

該演算法在每次元素累加和小於0時,從下乙個元素重新開始累加。實現**如下:

[cpp]view plain

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/*最優方法,時間複雜度o(n)

和最大的子串行的第乙個元素肯定是正數

因為元素有正有負,因此子串行的最大和一定大於0

*/int

maxsubsum3(

int*arr,

intlen)  

return

maxsum;  

}  

顯然,該演算法的時間複雜度o(n)。該演算法理解起來應該不難,但是要想出來可就不容易了。另外,該演算法的乙個附帶的有點是:它只對資料進行一次掃瞄,一旦元素被讀入並被處理,它就不再需要被記憶。因此,如果陣列在磁碟或磁帶上,他就可以被順序讀入,在主存中不必儲存陣列的任何部分。不僅如此,在任意時刻,該演算法都能對它已經讀入的資料給出最大子陣列(另外兩種演算法不具有這種特性)。具有這種特性的演算法叫做聯機演算法。

一道經典的面試筆試題目。

第一種解法,遍歷每種情況,演算法複雜度為o(n^2)。

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intmaxsubarray1(

int*a,

intlength)  

}  }  return

maxsum;  

}  

第二種解法,利用二分法。把陣列分為兩段,最大子陣列出現在1、左半段。2、右半段。3、橫跨左右兩半段。演算法複雜度為o(nlogn)。

[cpp]view plain

copy

intmaxthree(

inta, 

intb, 

intc)

//求三個數中的最大數

intmaxsubarray2(

int*a,

intstart,

intend)  

intmid=(start+end)/2;

//找到中間

//找從中間開始,左邊連續最大和

intmaxleftsum=a[mid];  

inttemp=0;  

for(

intk=mid;k>=start;k--)  

}  //從中間開始,找右邊連續最大子陣列

intmaxrightsum=a[mid+1];  

temp=0;  

for(

intk=mid+1;k<=end;k++)  

}  return

maxthree(maxleftsum+maxrightsum,maxsubarray2(a,start,mid),maxsubarray2(a,mid+1,end));  

}  

第三種解法,只需要掃瞄一遍陣列即可。在掃瞄過程中,記錄連續子陣列和,如果小於零,則重新開始記錄。在記錄過程中,找到最大的。演算法複雜度為o(n)。

[cpp]view plain

copy

intmaxsubarray3(

int*a,

intlen)  

if(temp<0)  

}  return

maxsum;  

}  

測試**:

[cpp]view plain

copy

intmain()  

;  int

len=

sizeof

(a)/

sizeof

(int

);  

cout0;  

}  

最大連續子陣列和

題目描述 輸入乙個整形陣列,陣列裡有正數也有負數。陣列中連續的乙個或多個整數組成乙個子陣列,每個子陣列都有乙個和。求所有子陣列的和的最大值,要求時間複雜度為o n 例如輸入的陣列為 1,2,3,10,4,7,2,5 和最大的子陣列為 3,10,4,7,2 因此輸出為該子陣列的和18。思路 採用貪婪法...

最大連續子陣列和

輸入乙個整形陣列,陣列裡有正數也有負數。陣列中連續的乙個或多個整數組成乙個子陣列,每個子陣列都有乙個和。求所有子陣列的和的最大值,要求時間複雜度為o n 例如輸入的陣列為1,2,3,10,4,7,2,5,和最大的子陣列為3,10,4,7,2,因此輸出為該子陣列的和18。第乙個想法肯定就是如果能夠把陣...

最大連續子陣列和

給定乙個整數陣列,元素的值有正有負。定義 連續子陣列和 為連續幾個陣列的元素的和,求最大的連續子陣列和。已知這個值在int能夠表示的範圍內。無腦暴力做就是列舉所有的子陣列,o n 2 然後對於每個子陣列求和,自然就找出最大的了,複雜度總共是o n 3 能否優化?想想 做了重複多餘的事情了?沒錯,就是...