最大子序和

最大子数组和算法解析
本文详细解析了寻找具有最大和的连续子数组问题,并提供了一种动态规划解法。通过示例[-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4],阐述了如何计算出最大子数组[4,-1,2,1]的和为6的过程。文章还探讨了复杂度为O(n)的解决方案,并提出了进一步研究分治法的方向。

给定一个整数数组 nums ,找到一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。

示例:

输入: [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4],
输出: 6
解释: 连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6。

进阶:

如果你已经实现复杂度为 O(n) 的解法,尝试使用更为精妙的分治法求解。

思路:先找出所有以遍历的点为结尾的子序列的最大值,然后找出所有子序列中最大值即为最大子序列的值。

class Solution {
    public int maxSubArray(int[] nums) {
        int len = nums.length;
        int[] dp = new int[len]; 
        dp[0] = nums[0];
        if(nums.length==1){
            return nums[0];
        }
        for(int i=1;i<len;i++){
            dp[i] = Math.max(nums[i],dp[i-1]+nums[i]);
        }
        int max = dp[0];
        for(int j=1;j<len;j++){
            max = Math.max(max,dp[j]);
        }
        return max;
    }
}

 

最大问题通常是指在一个整数列中,找出一段连续列,使得该列的最大。以下是相关实战案例及解决方法: ### 实战案例 在输入一个长度为 n 的整数列时,需要从中找出一段不超过 m 的连续列,使得整个列的最大。例如,对于列 `1, -3, 5, 1, -2, 3`,当 `m = 4` 时,最大 `Smax = 5 + 1 - 2 + 3 = 7`;当 `m = 2` 或 `m = 3` 时,`Smax = 5 + 1 = 6` [^2]。 ### 解决方法 #### 暴力枚举法 通过确定所有可能的列的开始号与结束号,计算每个列的,然后找出其中的最大值。 ```java private int max = Integer.MIN_VALUE; public int maxSubArray(int[] nums) { int sum; for (int i = 0; i < nums.length; i++) { // 列左端点 for (int j = i; j < nums.length; j++) { // 列右端点 sum = 0; for (int k = i; k <= j; k++) { // 暴力计算 sum += nums[k]; } if (sum > max) { max = sum; } } } return max; } ``` 此方法通过三重循环遍历所有可能的列,时间复杂度为 $O(n^3)$ [^1]。 #### 优化的遍历法 从第一个值开始连续累加,如果累加结果小于零,则把之前累加值抛弃,重置累加为当前元素,依次向后进行,同时保存最大累加。 ```java public int maxSubArray(int[] nums) { int sum = 0, res = nums[0]; for (int i = 0; i < nums.length; i++) { if (sum <= 0) { sum = nums[i]; } else { sum += nums[i]; } if (res < sum) { res = sum; } } return res; } ``` 该方法只需一次遍历数组,时间复杂度为 $O(n)$ [^4]。 #### C 语言实现的优化遍历法 ```c #define max(x, y) ((x)>(y)?(x):(y)) int maxSubArray(int* nums, int numsSize) { int max_sum = INT_MIN, sum = 0; for (int i = 0; i < numsSize; ++i) { sum += nums[i]; max_sum = max(max_sum, sum); if (sum < 0) { sum = 0; } } return max_sum; } ``` 同样,该方法时间复杂度为 $O(n)$ [^3]。 #### 动态规划法 使用一个数组 `a` 来记录以 `nums[i]` 结尾的连续数组最大。 ```python n = len(nums) a = [0] * n a[0] = nums[0] for i in range(1, n): if a[i - 1] < 0: a[i] = nums[i] else: a[i] = a[i - 1] + nums[i] max_sum = max(a) ``` 动态规划法通过记录中间结果,避免了重复计算,时间复杂度为 $O(n)$ [^5]。
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