问题:输入具有n个整数的向量arr,输出向量的任意连续子向量和的最大值
特殊情况(1、当向量都为正数时,为整个向量
2、当向量都为负数时,为0,即空子串
)
1、O(n2)的算法 (循环对所有情况进行遍历)
1 #include <stdio.h> 2 #define max(a,b) ((a>b)?a:b) 3 #define max3(a,b,c) ((a>b)?((a>c)?a:c):((b>c)?b:c)) 4 5 int find1(int arr[], int n){ 6 int i,j,sum,maxsofar; 7 maxsofar = 0; 8 9 for(i=0; i<n; i++){ 10 sum = 0; 11 for(j=i; j<n; j++){ 12 sum += arr[j]; 13 maxsofar = max(sum, maxsofar); 14 } 15 } 16 return maxsofar; 17 }
其中有个小细节就是 注意sum(i, j-1) 和 sum(i, j)的关系,不要每次在求和的时候从头(i的位置)开始,那样会使复杂度变为O(n3)
2、O(nlogn)算法
基于分治原理的算法:首先将n的原问题划分为大小基本相等的两个子问题,我们分别称为a和b子问题,可以递归找出a和b问题的最大子向量,称为maxa 和 maxb。
但他们两个之间的最大值不一定使我们求得n问题的最优解,还有一种可能是跨越a和b的边界,我们称之为c,c情况的最优解为maxc。
那么问题变成了如何求解maxc?
我们可以发现,maxc中在a的部分为a中包括a的右边界的最大值,maxc中在b的部分为b中包括b的左边界的最大值,因此可以在O(N)的时间内算出maxc
因此得到T(N) = 2T(N/2) + O(N)
推导得到T(N) = O(nlogn)
1 int find2(int arr[], int s_p, int e_p){ 2 int m, sum, i, maxsofar, lmaxsofar, rmaxsofar; 3 maxsofar = 0; 4 5 if(s_p == e_p){ 6 return maxsofar; 7 } 8 else if(s_p == e_p){ 9 return max(arr[s_p],0); 10 } 11 else{ 12 m = (s_p + e_p) / 2; 13 14 lmaxsofar = 0; 15 sum = 0; 16 for(i=m; i>=s_p; i--){ 17 sum += arr[i]; 18 lmaxsofar = max(sum, lmaxsofar); 19 } 20 21 rmaxsofar = 0; 22 sum = 0; 23 for(i=m+1; i<=e_p; i++){ 24 sum += arr[i]; 25 rmaxsofar = max(sum, rmaxsofar); 26 } 27 28 return max3(lmaxsofar+rmaxsofar,find2(arr, s_p, m), find2(arr, m+1, e_p)); 29 } 30 }
3、O(n)算法
先上代码,代码非常简短,理解起来比较困难,但是执行效率非常高
1 int find3(int arr[], int n){ 2 int i,maxsofar,maxendinghere; 3 maxsofar = 0; 4 maxendinghere = 0; 5 6 for(i=0; i<n; i++){ 7 maxendinghere = max(maxendinghere + arr[i], 0); 8 maxsofar = max(maxsofar, maxendinghere); 9 } 10 11 return maxsofar; 12 }
假设我们已经解决了x[0,n-1]的问题,利用分治算法的原理:前i个元素中,最大总和子数组要么在前i-1个元素中,要么其结束位置在i处。
分析其结束为止在i处的情况,那么子向量中除去i处的元素组成的子向量一定是x[0,i-1]中结束位置为i-1的最大子向量。
看代码中的关键变量为maxendinghere:在循环语句的第一个赋值语句之前,maxendinghere是结束位置为i-1的最大子向量的和;赋值语句将其修改为结束位置为i的最大子向量的和。若加上x[i]后结果依然为正值,则结束位置在i的最大子向量值就为maxendinghere+x[i],如果为负值,则重置为0。
原文地址:https://www.cnblogs.com/lwyeah/p/8584122.html