内容全部来自编程之法:面试和算法心得一书,实现是自己写的使用的是java
题目描述
输入一个整形数组,数组里有正数也有负数。数组中连续的一个或多个整数组成一个子数组,每个子数组都有一个和。 求所有子数组的和的最大值,要求时间复杂度为O(n)。
例如输入的数组为1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5,和最大的子数组为3, 10, -4, 7, 2, 因此输出为该子数组的和18。
分析与解法
解法一
求一个数组的最大子数组和,我想最直观最野蛮的办法便是,三个for循环三层遍历,求出数组中每一个子数组的和,最终求出这些子数组的最大的一个值。 令currSum[i, …, j]为数组A中第i个元素到第j个元素的和(其中0 <= i <= j < n),maxSum为最终求到的最大连续子数组的和。
且当全是负数的情况时,我们可以让程序返回0,也可以让程序返回最大的那个负数,这里,我们让程序返回最大的那个负数。
参考代码如下:
/* * 求一个数组的最大子数组和,我想最直观最野蛮的办法便是,三个for循环三层遍历, * 求出数组中每一个子数组的和,最终求出这些子数组的最大的一个值。 * 令currSum[i, …, j]为数组A中第i个元素到第j个元素的和(其中0 <= i <= j < n), * maxSum为最终求到的最大连续子数组的和。 * 且当全是负数的情况时,我们可以让程序返回0,也可以让程序返回最大的那个负数,这里,我们让程序返回最大的那个负数。 */ public static int solution1(int[] arr) { int maxSum = arr[0]; for(int i=0;i<arr.length;i++) { for(int j=i;j<arr.length;j++) { int currSum = 0; for(int k=i;k<j;k++) { currSum+=arr[k]; } maxSum = Math.max(maxSum, currSum); } } return maxSum; }
此方法的时间复杂度为O(n^3)。
解法二
事实上,当我们令currSum为当前最大子数组的和,maxSum为最后要返回的最大子数组的和,当我们往后扫描时,
- 对第j+1个元素有两种选择:要么放入前面找到的子数组,要么做为新子数组的第一个元素;
- 如果currSum加上当前元素a[j]后不小于a[j],则令currSum加上a[j],否则currSum重新赋值,置为下一个元素,即currSum = a[j]。
- 同时,当currSum > maxSum,则更新maxSum = currSum,否则保持原值,不更新。
即
currSum = max(a[j], currSum + a[j])
maxSum = max(maxSum, currSum)
举个例子,当输入数组是1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5,那么,currSum和maxSum相应的变化为:
- currSum: 0 1 - 1 3 13 9 16 18 13
- maxSum : 0 1 1 3 13 13 16 18 18
参考代码如下:
/* * 解法二 * 事实上,当我们令currSum为当前最大子数组的和,maxSum为最后要返回的最大子数组的和,当我们往后扫描时, * 对第j+1个元素有两种选择:要么放入前面找到的子数组,要么做为新子数组的第一个元素; * 如果currSum加上当前元素a[j]后不小于a[j],则令currSum加上a[j],否则currSum重新赋值,置为下一个元素,即currSum = a[j]。 * 同时,当currSum > maxSum,则更新maxSum = currSum,否则保持原值,不更新。 * 即 * currSum = max(a[j], currSum + a[j]) * maxSum = max(maxSum, currSum) */ public static int solution2(int[] arr) { int maxSum = arr[0]; int currSum = 0; for(int i=1;i<arr.length;i++) { currSum = Math.max(arr[i], currSum + arr[i]); maxSum = Math.max(maxSum, currSum); } return maxSum; }