转自 http://blog.csdn.net/luxiaoxun/article/details/7438315
问题:
给定一整数序列A1, A2,... An (可能有负数),求A1~An的一个子序列Ai~Aj,使得Ai到Aj的和最大
例如:整数序列-2, 11, -4, 13, -5, 2, -5, -3, 12, -9的最大子序列的和为21。对于这个问题,最简单也是最容易想到的那就是穷举所有子序列的方法。利用三重循环,依次求出所有子序列的和然后取最大的那个。当然算法复杂度会达到O(n^3)。
- int maxSubSum1(int a[],int size )
- {
- int maxSum = 0;
- for ( int i = 0; i < size; i++ )
- for ( int j = 1; j < size; j++ )
- {
- int thisSum = 0;
- for ( int k = i; k <= j; k++ )
- thisSum += a[k];
- if ( thisSum > maxSum )
- maxSum = thisSum;
- }
- return maxSum;
- }
这个算法很简单,i表示子序列起始下标,j表示子序列结束下标,遍历子序列的开头和结束下标,计算子序列的和,然后判断最大子序列。很明显的看出算法复杂度是O( pow( n, 3 ) )
显然这种方法不是最优的,下面给出一个算法复杂度为O(n)的线性算法实现,算法的来源于Programming Pearls一书。在给出线性算法之前,先来看一个对穷举算法进行优化的算法,它的算法复杂度为O(n^2)。其实这个算法只是对对穷举算法稍微做了一些修改:其实子序列的和我们并不需要每次都重新计算一遍。假设Sum(i, j)是A[i] ... A[j]的和,那么Sum(i, j+1) = Sum(i, j) + A[j+1]。利用这一个递推,我们就可以得到下面这个算法:
- int max_sub(int a[],int size)
- {
- int i,j,v;
- int max=a[0];
- for(i=0;i<size;i++)
- {
- v=0;
- for(j=i;j<size;j++)
- {
- v=v+a[j]; //Sum(i, j+1) = Sum(i, j) + A[j+1]
- if(v>max) max=v;
- }
- }
- return max;
- }
那怎样才能达到线性复杂度呢?这里运用动态规划的思想。先看一下源代码实现:
- int max_sub2(int a[], int size)
- {
- int i,max=0,temp_sum=0;
- for(i=0;i<size;i++)
- {
- temp_sum+=a[i];
- if(temp_sum>max)
- max=temp_sum;
- else if(temp_sum<0)
- temp_sum=0;
- }
- return max;
- }
在这一遍扫描数组当中,从左到右记录当前子序列的和temp_sum,若这个和不断增加,那么最大子序列的和max也不断增加(不断更新max)。如果往前扫描中遇到负数,那么当前子序列的和将会减小。此时temp_sum 将会小于max,当然max也就不更新。如果temp_sum降到0时,说明前面已经扫描的那一段就可以抛弃了,这时将temp_sum置为0。然后,temp_sum将从后面开始将这个子段进行分析,若有比当前max大的子段,继续更新max。这样一趟扫描结果也就出来了。
全部代码:
1 #include <stdio.h> 2 3 int fun1(int a[], int n_size) 4 { 5 int max; 6 int temp; 7 int i, j, k; 8 temp = 0; 9 max = 0; 10 11 for (i=0; i<n_size; i++) 12 { 13 for (j=i+1; j<n_size; j++) 14 { 15 temp = 0; 16 for(k=i; k<=j; k++) 17 { 18 temp += a[k]; 19 if(temp >= max) 20 max = temp; 21 } 22 } 23 } 24 25 return max; 26 } 27 28 int fun2(int a[], int n_size) 29 { 30 int i, j; 31 int v, max; 32 v = a[0]; 33 max = a[0]; 34 35 for (i=0; i<n_size; i++) 36 { 37 for (j=i+1; j<n_size; j++) 38 { 39 v += a[j]; 40 if (v > max) 41 max = v; 42 } 43 v = 0; 44 } 45 return max; 46 } 47 48 int fun3(int a[], int n_size) 49 { 50 int i; 51 int max, temp; 52 temp = 0; 53 max = 0; 54 55 for (i=0; i<n_size; i++) 56 { 57 temp += a[i]; 58 if (temp > max) 59 max = temp; 60 if(temp < 0) 61 temp = 0; 62 } 63 return max; 64 } 65 int main() 66 { 67 int a[5]={6,-1,5,4,-7}; 68 printf("fun1():%d\n", fun1(a, 5)); 69 printf("fun2():%d\n", fun2(a, 5)); 70 printf("fun3():%d\n", fun3(a, 5)); 71 return 0; 72 }
运行结果: