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求连续子数组的和最大

时间:2015-02-03 19:07:06      阅读:210      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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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)。

思路:

我们可以使用分治法或者减治法来处理这个问题。

分治法    
目标:把1个大问题分成2个小问题,2个小问题还可以再分,直到问题规模小的可以简单解决。

将该数组等分成两个子数组,假如知道左右两侧两个数组的各自的最大子数组和,那么整个数组的最大子数组和可能为三种情况:

  • 右侧数组的最大子数组和
  • 左侧数组的最大子数组和
  • 左右两侧数组中间毗邻位置连接形成的子数组的和的最大值(如-6,4,-3,2####5,-6,9,-8,左侧最大值为4,右侧为9,中间毗邻位置从2和5向两侧相加,得到中间毗邻子数组4,-3,2,5,-6,9和为11,三者比较得最大子数组和为11)。

递归到数组中只包含一个数字。

这种思路也是可行的。进行ln(n)次拆分,每次拆分后进行n次比较,所以算法复杂度为n*ln(n)。但还达不到题目的要求。

 1  package com.island.info;
 2  /**
 3   * <p>Title: TestMaxArray.java</p>
 4   * <p>Description: 分治法求解连续和最大</p>
 5   * @date 2014-3-05
 6   *
 7   */
 8   
 9  public class MaxSub {
10          static int arr[] = {4,-3,5,-2,-1,2,6,-2};    //也可以随机生成
11          public static void main(String args[]){
12              System.out.println(max(arr));
13          }
14   
15          //包装函数
16          public static int max(final int[] arr){
17              System.out.println("(1)*****arr.length-1----------------->:"+ (arr.length-1));
18              return max(arr,0,arr.length-1);
19          }
20   
21          //核心代码:递归调用max()
22          public static int max(final int[] arr,int leftIndex, int rightIndex){
23              System.out.println("(2)*****leftIndex--------rightIndex--->:"+leftIndex+"|***************|"+rightIndex);
24              int sum = 0,leftHalfMax = 0, rightHalfMax = 0;
25              if (rightIndex-leftIndex==0){
26                  return arr[rightIndex];
27              } else {
28                  int center = (leftIndex+rightIndex)/2;//2分查找中间节点
29                  int maxLeft = max(arr,leftIndex,center);//左边最大的
30                  int maxRight = max(arr,center+1,rightIndex);//右边最大的
31                  //以下是查找跨越中间点的最大子序列
32                  //从中点到左侧:
33                  for (int i=center;i>=leftIndex;--i){
34                      sum+=arr[i];
35                      if (sum>leftHalfMax){
36                          leftHalfMax = sum;
37                      }
38                  }
39                  System.out.println("左边的sum----------->:"+sum);
40                  sum=0;
41                  //从中点到右侧
42                  for (int i=center+1;i<=rightIndex;++i){
43                      sum+=arr[i];
44                      if (sum>rightHalfMax){
45                          rightHalfMax = sum;
46                      }
47                  }
48                  System.out.println("右边的sum----------->:"+sum);
49                  return max(maxLeft,maxRight,leftHalfMax+rightHalfMax);
50              }
51          }
52   
53          //三者取最大值
54          public static int max(int a,int b,int c){
55              return a>b?(a>c?a:c):(b>c?b:c);
56          }
57      }

 

 

减治法

目标:将问题规模不断减小,直到可以简单处理为止。

假设我们已知一个数组的最大子数组和,现在在该数组后面增加一个数字,新数组的最大子数组和可能是什么呢:

  • 原数组的最大子数组和;
  • 新增加的数字为正数,和最右侧的子数组形成了一个新的最大子数组和(所以为了通过一次遍历完成,我们需要保存最右侧的子数组的最大和)。

然后将两个数字进行比较即可。

所以减治至数组只包含最左侧一个数字,我们知道它的最大子数组和和最右侧子数组最大和都为还数字,逐次加1个数字直到整个数组即可。

 1  package com.island.info;
 2 
 3  /**
 4   * <p>Title: TestMaxArray.java</p>
 5   * <p>Description: 分治法求解连续和最大</p>
 6   * @date 2014-3-05
 7   *
 8   */
 9  public class MaxSubArraySum {
10   
11      private static long getMax(long a, long b) {
12          return a > b ? a : b;
13      }
14       
15      /** 
16      * 获得连续子数组的最大和 
17      * @param array 
18      * @return 最大和,此处用了Long型是为了表示当参数为null或空时,可以返回null,返回其它任何数字都可能引起歧义。 
19      */ 
20   
21      public static Long getMax(int[] array) {
22           
23          if (array == null || array.length <= 0) {
24              return null;
25          }
26           
27          long maxSum = array[0]; //所有子数组中最大的和 
28          long righteEdge = array[0]; //右侧子数组的最大和
29          for (int i = 1; i < array.length; i++) {
30              //当右侧子数组的最大和为负数时,对于新数组,右侧子数组的最大和为新增加的数。  
31              if (righteEdge < 0) {
32                  righteEdge = array[i];
33              } else { //为正数时,对于新数组,右侧子数组的最大和为新增加的数 + 原来的最大和。  
34                  righteEdge += array[i];
35              }
36              //所有子数组中最大的和  
37              System.out.println("righteEdge-------------maxSum:"+righteEdge+"****************"+maxSum);
38              maxSum = getMax(righteEdge, maxSum);
39          }
40          return maxSum;
41      }
42   
43      public static void main(String[] args) {
44          int[] array = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5};
45          //int arr[] = {4,-3,5,-2,-1,2,6,-2};  
46          System.out.println("Max sum: " + MaxSubArraySum.getMax(array));
47      }
48   
49  }

 

求连续子数组的和最大

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原文地址:http://www.cnblogs.com/justin-wang/p/4270659.html

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