查找最大子数组

[size=large][color=blue][b]查找一个数组的最大子数组[/b][/color][/size]
[size=medium]如:
a=[13,-3,-25,20,-3,-16,-23,18,20,-7,12,-5,-22,15,-4,7]
最大子数组为[7,10],最大值为43[/size]
python代码如下



def corss_mid(a,low,mid,high):
left_sum=-1000;
sum=0;
max_left=mid
for i in range(mid,low,-1):
sum+=a[i]
if sum>left_sum:
left_sum=sum
max_left=i

right_sum=-1000
sum=0
max_right=mid
for j in range(mid+1,high,1):
sum+=a[j]
if sum>right_sum:
right_sum=sum
max_right=j
return (max_left,max_right,left_sum+right_sum)

def find_max(a,low,high):
if high==low:
return (low,high,a[low])
else:
mid=(low+high)/2

(left_low,left_high,left_sum)=find_max(a,low,mid)
(right_low,right_high,right_sum)=find_max(a,mid+1,high)
(crose_low,cross_high,cross_sum)=corss_mid(a, low, mid, high)

if left_sum>=right_sum and left_sum>=cross_sum:
return (left_low,left_high,left_sum)
elif right_sum>=left_sum and right_sum>cross_sum:
return (right_low,right_high,right_sum)
else:
return (crose_low,cross_high,cross_sum)


a=[13,-3,-25,20,-3,-16,-23,18,20,-7,12,-5,-22,15,-4,7]
print find_max(a,0,15)

Python中,解决最大子数组问题有多种方法: ### 卡达内斯算法(Kadane’s Algorithm) 这是一种高效解决最大子数组和问题的方法,目标是在给定的整数数组中找到一个子数组,使得子数组中元素的和最大 [^1]。 ### 线性时间复杂度查找算法 根据特性“如果[i,j]对应最大子数组,那么必有sum([i,k]) >= 0 , k = i,i+1,i+2 …,j”设计的查找算法,代码如下: ```python import sys def linear_find_max_subarray(array): ''' 线性时间复杂度查找最大子数组 ''' left = 0 right = 0 i = left j = right max_sum = -sys.maxsize - 1 sum_now = 0 while j < len(array): sum_now += array[j] if sum_now > max_sum: # 元素和增大,调整相关变量记录当前元素构成的子数组 max_sum = sum_now left = i right = j if sum_now < 0: # 如果元素和小于0,那么[i:j]就不属于最大子数组的一部分 sum_now = 0 i = j + 1 j += 1 return array[left:right + 1], max_sum array = [13, -3, -25, 20, -3, -16, -23, 18, 20, -7, 12, -5, -22, 15, -4, 7] max_subarray, max_sum = linear_find_max_subarray(array) print("最大子数组是:{0} ,最大子数组之和为: {1}".format(max_subarray, max_sum)) ``` 上述代码通过遍历数组,不断更新当前子数组的和以及最大子数组的和,当当前子数组的和小于0时,重新开始计算子数组 [^2]。 ### 动态规划和前缀和之差方法 通过动态规划分析最优路径,利用前缀和之差(第1到第n的累加为前缀和,前缀和之间的差为两个元素之间子数组的和)的递归思路,第n个元素为止的最大和,为之前的最大和`max_n`与包含元素n的子数组最大和【`max(premax + 元素n、元素n)`】中最大者 [^3]。
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