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数组中 最大和 的子数组

时间:2015-07-14 20:07:00      阅读:189      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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题目:

输入一个整型数组,数据元素有正数也有负数,求元素组合成连续子数组之和最大的子数组,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,最大和的连续子数组为3, 10, -4, 7, 2,其最大和为18

背景:

本题最初为2005年浙江大学计算机系考研题的最后一道程序设计题,在2006年里包括google在内的很多知名公司都把本题当作面试题。

由于本题在网络中广为流传,本题也顺利成为2006年程序员面试题中经典中的经典。

 

分析:

如果不考虑时间复杂度,我们可以枚举出所有子数组并求出他们的和。不过非常遗憾的是,由于长度为n的数组有O(n2)个子数组(即:n + n-1 + ... + 1=n(n+1)/2);而且求一个长度为n的数组的和的时间复杂度为O(n)。因此这种思路的时间是O(n3)

很容易理解,当我们加上一个正数时,和会增加;当我们加上一个负数时,和会减少。如果当前得到的和是个负数,那么这个和在接下来的累加中应该抛弃并重新清零,不然的话这个负数将会减少接下来的和。基于这样的思路,我们可以写出如下代码。

 

  1. void MaxSum(int array[], unsigned int len)  
  2. {  
  3.     if(NULL == array || len <=0){  
  4.         return;  
  5.     }  
  6.   
  7.     int curSum = 0, maxSum = 0;  
  8.     int i = 0;  
  9.     for(i=0; i<len; i++){  
  10.         curSum += array[i];     // 累加  
  11.   
  12.         if(curSum < 0){          // 当前和小于0,重置为0  
  13.             curSum = 0;  
  14.         }  
  15.   
  16.         if(curSum > maxSum){ // 当前和大于最大和,则重置最大和  
  17.             maxSum = curSum;   
  18.         }  
  19.     }  
  20.   
  21.     if(maxSum == 0){            // 最大和依然为0,说明数组中所有元素都为负值  
  22.         maxSum = array[0];  
  23.         for(i=1; i<len; i++){  
  24.             if(array[i] > maxSum){  
  25.                 maxSum = array[i];  
  26.             }  
  27.         }  
  28.     }  
  29.   
  30.     printf("maxSum: %d", maxSum);  
  31. }  
void MaxSum(int array[], unsigned int len)
{
	if(NULL == array || len <=0){
		return;
	}

	int curSum = 0, maxSum = 0;
	int i = 0;
	for(i=0; i<len; i++){
		curSum += array[i];		// 累加

		if(curSum < 0){			// 当前和小于0,重置为0
			curSum = 0;
		}

		if(curSum > maxSum){	// 当前和大于最大和,则重置最大和
			maxSum = curSum; 
		}
	}

	if(maxSum == 0){			// 最大和依然为0,说明数组中所有元素都为负值
		maxSum = array[0];
		for(i=1; i<len; i++){
			if(array[i] > maxSum){
				maxSum = array[i];
			}
		}
	}

	printf("maxSum: %d", maxSum);
}

测试数组:

 

  1. int array[] = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5};     // 3, 10, -4, 7, 2 = 18  
int array[] = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5};		// 3, 10, -4, 7, 2 = 18

运行结果:

技术分享

 

 

代码改进:

有时,需要输出最大和的子数组及其开始、结束下标,代码如下:

 

  1. void MaxSum(int array[], unsigned int len)  
  2. {  
  3.     if(NULL == array || len <=0){  
  4.         return;  
  5.     }  
  6.   
  7.     int curSum = 0, maxSum = 0;  
  8.     int index_start = 0, index_end = 0;     // 初始化子数组最大和下标  
  9.     int i = 0;  
  10.     for(i=0; i<len; i++){  
  11.         curSum += array[i];     // 累加  
  12.   
  13.         if(curSum < 0){          // 当前和小于0,重置为0  
  14.             curSum = 0;  
  15.             index_start = i+1;      // 调整子数组最大和的开始下标  
  16.         }  
  17.   
  18.         if(curSum > maxSum){     // 当前和大于最大和,则重置最大和  
  19.             maxSum = curSum;   
  20.             index_end = i;          // 调整子数组最大和的结束下标  
  21.         }  
  22.     }  
  23.   
  24.     if(maxSum == 0){            // 最大和依然为0,说明数组中所有元素都为负值  
  25.         maxSum = array[0];  
  26.         index_start = index_end = 0;                // 初始化子数组最大和下标  
  27.         for(i=1; i<len; i++){  
  28.             if(array[i] > maxSum){  
  29.                 maxSum = array[i];  
  30.                 index_start = index_end = i;        // 调整子数组最大和下标  
  31.             }  
  32.         }  
  33.     }  
  34.   
  35.     // 输出最大和的子数组及其开始、结束下标  
  36.     printf("index_start: %d\nindex_end: %d\n", index_start, index_end);  
  37.     for(i=index_start; i<=index_end; i++){  
  38.         printf("%d\t", array[i]);  
  39.     }  
  40.   
  41.     printf("\n\nmaxSum: %d", maxSum);  
  42. }  
void MaxSum(int array[], unsigned int len)
{
	if(NULL == array || len <=0){
		return;
	}

	int curSum = 0, maxSum = 0;
	int index_start = 0, index_end = 0;		// 初始化子数组最大和下标
	int i = 0;
	for(i=0; i<len; i++){
		curSum += array[i];		// 累加

		if(curSum < 0){			// 当前和小于0,重置为0
			curSum = 0;
			index_start = i+1;		// 调整子数组最大和的开始下标
		}

		if(curSum > maxSum){		// 当前和大于最大和,则重置最大和
			maxSum = curSum; 
			index_end = i;			// 调整子数组最大和的结束下标
		}
	}

	if(maxSum == 0){			// 最大和依然为0,说明数组中所有元素都为负值
		maxSum = array[0];
		index_start = index_end = 0;				// 初始化子数组最大和下标
		for(i=1; i<len; i++){
			if(array[i] > maxSum){
				maxSum = array[i];
				index_start = index_end = i;		// 调整子数组最大和下标
			}
		}
	}

	// 输出最大和的子数组及其开始、结束下标
	printf("index_start: %d\nindex_end: %d\n", index_start, index_end);
	for(i=index_start; i<=index_end; i++){
		printf("%d\t", array[i]);
	}

	printf("\n\nmaxSum: %d", maxSum);
}

 

测试数组:

 

  1. int array[] = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5};     // 3, 10, -4, 7, 2 = 18  
int array[] = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5};		// 3, 10, -4, 7, 2 = 18

运行结果:

技术分享数组中最大和的子数组

数组中 最大和 的子数组

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原文地址:http://www.cnblogs.com/amei0/p/4646155.html

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