最大连续子序列和
最大连续子序列和问题是个很老的面试题了,最佳的解法是O(N)复杂度,当然其中的一些小的地方还是有些值得注意的地方的。这里还是总结三种常见的解法,重点关注最后一种O(N)的解法即可。需要注意的是有些题目中的最大连续子序列和如果为负,则返回0;而本题目中的最大连续子序列和并不返回0,如果是全为负数,则返回最大的负数即可。
问题描述
求取数组中最大连续子序列和,例如给定数组为A={1, 3, -2, 4, -5}, 则最大连续子序列和为6,即1+3+(-2)+ 4 = 6。
解法1—O(N^2)解法
因为最大连续子序列和只可能从数组0到n-1中某个位置开始,我们可以遍历0到n-1个位置,计算由这个位置开始的所有连续子序列和中的最大值。最终求出最大值即可。
更详细的讲,就是计算从位置0开始的最大连续子序列和,从位置1开始的最大连续子序列和。。。直到从位置n-1开始的最大连续子序列和,最后求出所有这些连续子序列和中的最大值就是答案。
解法2—O(NlgN)解法
该问题还可以通过分治法来求解,最大连续子序列和要么出现在数组左半部分,要么出现在数组右半部分,要么横跨左右两半部分。因此求出这三种情况下的最大值就可以得到最大连续子序列和。
解法3—O(N)解法
还有一种更好的解法,只需要O(N)的时间。因为最大 连续子序列和只可能是以位置0~n-1中某个位置结尾。当遍历到第i个元素时,判断在它前面的连续子序列和是否大于0,如果大于0,则以位置i结尾的最大连续子序列和为元素i和前面的连续子序列和相加;否则,则以位置i结尾的最大连续子序列和为元素i。
参考 http://blog.csdn.net/ssjhust123/article/details/8032464
例题:
- 题目描述:
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给定K个整数的序列{ N1, N2, ..., NK },其任意连续子序列可表示为{ Ni, Ni+1, ..., Nj },其中 1 <= i <= j <= K。最大连续子序列是所有连续子序列中元素和最大的一个,例如给定序列{ -2, 11, -4, 13, -5, -2 },其最大连续子序列为{ 11, -4, 13 },最大和为20。现在增加一个要求,即还需要输出该子序列的第一个和最后一个元素。
- 输入:
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测试输入包含若干测试用例,每个测试用例占2行,第1行给出正整数K( K< 10000 ),第2行给出K个整数,中间用空格分隔。当K为0时,输入结束,该用例不被处理。
- 输出:
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对每个测试用例,在1行里输出最大和、最大连续子序列的第一个和最后一个元素,中间用空格分隔。如果最大连续子序列不唯一,则输出序号i和j最小的那个(如输入样例的第2、3组)。若所有K个元素都是负数,则定义其最大和为0,输出整个序列的首尾元素。
- 样例输入:
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6 -2 11 -4 13 -5 -2 10 -10 1 2 3 4 -5 -23 3 7 -21 6 5 -8 3 2 5 0 1 10 3 -1 -5 -2 3 -1 0 -2 0
- 样例输出:
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20 11 13 10 1 4 10 3 5 10 10 10 0 -1 -2 0 0 0
AC code:
#define RUN #ifdef RUN /** http://ac.jobdu.com/problem.php?pid=1011 */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <assert.h> #include <string> #include <iostream> #include <sstream> #include <map> #include <set> #include <vector> #include <list> #include <cctype> #include <algorithm> #include <utility> #include <math.h> using namespace std; #define MAXN 10001 int buf[MAXN]; //O(n2) void maxsequence(int n){ int max_ = buf[0]; int max_start = buf[0]; int max_end = buf[0]; for(int i=0; i<n; i++){ int sum_ = 0; for(int j=i; j<n; j++){ sum_ += buf[j]; if(sum_ > max_){ max_ = sum_; max_start = buf[i]; max_end = buf[j]; } } } printf("%d %d %d\n", max_, max_start, max_end); } /*求三个数最大值*/ int max3(int i, int j, int k){ int max_ = i; if(j > max_){ max_ = j; } if(k > max_){ max_ = k; } return max_; } int maxsequence2(int a[], int l, int u){ if(l > u){ return 0; } if(l == u){ return a[0]; } int m = (l+u)/2; // 求横跨左右的最大连续子序列左半部分 int lmax = a[m], lsum = 0; for(int i=m; i>=0; i--){ lsum += a[i]; if(lsum > lmax){ lmax = lsum; } } /*求横跨左右的最大连续子序列右半部分*/ int rmax = a[m+1], rsum = 0; for(int i=m+1; i<=u; i++){ rsum += a[i]; if(rsum > rmax){ rmax = rsum; } } return max3(lmax+rmax, maxsequence2(a, 0, m), maxsequence2(a, m+1, u)); } void maxsequence3(int a[], int len) { int maxsum, maxhere; maxsum = maxhere = a[0]; //初始化最大和为a[0] int max_start = buf[0]; int max_end = buf[0]; int tmp = buf[0]; for (int i=1; i<len; i++) { if (maxhere < 0){ maxhere = a[i]; //如果前面位置最大连续子序列和小于等于0,则以当前位置i结尾的最大连续子序列和为a[i] tmp = a[i]; } else{ maxhere += a[i]; //如果前面位置最大连续子序列和大于0,则以当前位置i结尾的最大连续子序列和为它们两者之和 } if (maxhere > maxsum) { maxsum = maxhere; //更新最大连续子序列和 max_start = tmp; max_end = a[i]; } } printf("%d %d %d\n", maxsum, max_start, max_end); } int main(){ #ifndef ONLINE_JUDGE freopen("1011.in", "r", stdin); freopen("1011.out", "w", stdout); #endif int n; while(scanf("%d", &n)==1 && n!=0){ memset(buf, 0, sizeof(buf)); for(int i=0; i<n; i++){ scanf("%d", &buf[i]); } //maxsequence(n); //printf("%d\n", maxsequence2(buf, 0, n-1)); maxsequence3(buf, n); } } #endif
对于解法2仍存在问题,待解决。解法一和三顺利AC