动态规划 最大子段和问题

最大m子段和问题:给定由n个整数(可能为负)组成的序列a1、a2、a3...,an,以及一个正整数m,要求确定序列的m个不想交子段,使这m个子段的总和最大!
         设b(i,j)表示数组a的前j项中i个子段和的最大值, 并且第i个子段包含a[j](1<=i<=m,i<=j<=n),则所求的最优值为maxb(m,j)(m<=j<=n)。 在这种定义下b(i,j)的递推公式:b(i,j)=max{b(i,j-1)+a[j],maxb(i-1,t)+a[j](i-1<=t<j)}(1<=i<=m,i<=j<=n);b(i,j-1)+a[j]表示第i个包含a[j-1]和a[j],maxb(i-1,t)+a[j]表示第i个子段仅包含a[j]。
         这中定义很强悍,尤其是黄色标记部分,直接把b(i,j)把a[j]限制在第i段内,然后再分a[j-1]和a[j]都在子段内和只有a[j],特殊的当m=1时,b(1,j)=max(b(1,j-1)+a[j],a[j]),1<=j<=n;如果翻译成文字的话,就是说在数组j位置的最大和子段(包含a[j])等于数组在j-1位置的最大和子段(包含a(j-1))加上a[j]和最大和子段只有a[j]的情况的最优值,当然所求解可以表示为maxb(1,j)(1<=j<=n); 其实如果光从b(1,j)=max(b(1,j-1)+a[j],a[j])这个等式本生出发我们很容易的观察出b(1,j-1)的正负直接决定着b(1,j)的取值,然后我们可以产生这中想法,如果b(1,j-1)为正,我就继续加,如果为负我就重新开始加!!! 这样的话,写成程序就更简单,其实就是前面我写的最大子段和的动态规划方法的解释。。。(今天终于明白了!!!)

代码如下:

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  1. #include<stdio.h>  
  2.   
  3. int MaxSum1(int m,int n,int *a)//m为切割段数,n为数组大小  
  4. {  
  5.     int i,j,k,sum;  
  6.     if(n<m||m<1)  
  7.         return 0;  
  8.     int **b =new int *[m+1];  
  9.   
  10.     for(i=0;i<=m;i++)  
  11.         b[i]=new int[n+1];  
  12.     for(i=0;i<=m;i++)  
  13.         b[i][0]=0;  
  14.     for(j=1;j<=n;j++)  
  15.         b[0][j]=0;  
  16.   
  17.     for(i=1;i<=m;i++)  
  18.         for(j=i;j<=n-m+i;j++)  
  19.         {  
  20.             if(j>i)  
  21.             {  
  22.                 b[i][j]=b[i][j-1]+a[j];  
  23.                 for(k=i-1;k<j;k++)  
  24.                 {  
  25.                     if(b[i][j]<b[i-1][k]+a[j])  
  26.                         b[i][j]=b[i-1][k]+a[j];  
  27.                 }  
  28.             }  
  29.             else  
  30.             {  
  31.                 b[i][j]=b[i-1][j-1]+a[j];  
  32.             }  
  33.         }  
  34.     sum=0;  
  35.     for(j=m;j<=n;j++)  
  36.         if(sum<b[m][j])  
  37.             sum=b[m][j];  
  38.     delete b;  
  39.     return sum;  
  40. }  
  41.   
  42. //教科书上又进行了代码优化,如下  
  43. int MaxSum(int m,int n,int *a)  
  44. {  
  45.     int i,max,j,sum;  
  46.     if(n<m||m<1)  
  47.         return 0;  
  48.   
  49.     int *b=new int[n+1];  
  50.     int *c=new int[n+1];  
  51.     b[0]=0;  
  52.     c[0]=0;  
  53.     for(i=1;i<=m;i++)  
  54.     {  
  55.         b[i]=b[i-1]+a[i];  
  56.         c[i-1]=b[i];  
  57.         max=b[i];  
  58.         for(j=i+1;j<=i+n-m;j++)  
  59.         {  
  60.             b[j]=b[j-1]>c[j-1]?b[j-1]+a[j]:c[j-1]+a[j];  
  61.             c[j-1]=max;  
  62.             if(max<b[j])  
  63.                 max=b[j];  
  64.         }  
  65.         c[i+n-m]=max;  
  66.     }  
  67.   
  68.     sum=0;  
  69.     for(j=m;j<=n;j++)  
  70.         if(sum<b[j])   
  71.             sum=b[j];  
  72.     return sum;  
  73. }  
  74.   
  75.   
  76. int main()  
  77. {  
  78.     int n,m;  
  79.     int a[100],i;  
  80.     while(scanf("%d %d",&m,&n)!=EOF)  
  81.     {  
  82.         for(i=1;i<=n;i++)  
  83.             scanf("%d",&a[i]);  
  84.         printf("%d\n",MaxSum(m,n,a));  
  85.     }  
  86.     return 0;  
  87. }  
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