问题描诉: 给定有n个整数(可能为负整数)组成的序列a1,a2,…,an,求该序列连续的子段和的最大值和区间。 如果该子段的所有元素和是负整数时定义其最大子段和为0。
输入:1 -2 4 5 -2 8 3 -2 6 3 7 -1
输出:32 , [3 , 11]
蛮力法:
时间:O(n3)
#include<iostream> using namespace std; int main() { int a[20]; int n; int max=0; int x,y; cin>>n; for(int i=1;i<=n;i++) { cin>>a[i]; } for(int i=1;i<=n;i++) //左区间 { for(int j=i;j<=n;j++) //右区间 { int sum=0; for(int k=i;k<=j;k++) //区间内的和 { sum+=a[k]; } if(sum>max) { max=sum; x=i,y=j; } } } if(max>0) { cout<<max<<" , ["<<x<<" , "<<y<<"]"; } else { cout<<0; } return 0; }
分治法:
时间:O(n*logn)
最大子段和的区间有三种情况:
左半部分、右半部分和跨越中间部分
递归:
s1=左面最大子段和 s2=右面最大子段和 s3=s1+s2+他们中间的数
s1=4 s2=11 s3=15,最大子段和为15,区间【4,8】
s1=1 s2=4 s3=3,最大子段和为4,区间【4】 s1=5 s2=8 s3=11,最大子段和为11,区间【5,8】
s1=-2 s2=4 s3=2,最大子段和为4,区间【4】 s1=-2 s2=8 s3=6,最大子段和为8,区间【8】
#include<iostream> using namespace std; int MaxSubArray(int a[],int left,int right) { int mid=(left+right)/2; int s1,s2,sum=0; int max=-10000; //max相当于s3 if(left==right) { return a[left]; } s1=MaxSubArray(a,left,mid); //左递归 s2=MaxSubArray(a,mid+1,right); //右递归 for(int i=mid;i>=0;i--) //从左半部分最后一个数向前加找出最大值 { sum+=a[i]; if(max<sum) { max=sum; } } sum=max; //保留最大值 for(int i=mid+1;i<=right;i++) //从右半部分第一个数向后加找出最大值 { sum+=a[i]; if(max<sum) { max=sum; } } if(max<s1) { max=s1; } else if(max<s2) { max=s2; }return max; } int main() { int a[20]; int n; cin>>n; for(int i=0;i<n;i++) { cin>>a[i]; } cout<<MaxSubArray(a,0,n-1); return 0; }
动态规划法:
时间:O(n)
输入12个整数存入a[n]中, D[n]中存后 i 项子段和,Rec[n]存结尾数组。最后一个元素先初始化。
例如
i=11,D[11]=-1; Rec[11]=12; 初始化
i=10,D[10]=7;Rec[10]=11; //如果D[i+1]<0 跳过
i=9,D[9]=D[10]+a[9]=10; Rec[10]=11; //下标为9的元素后的和
i=8,D[8]=D[9]+a[8]=16;Rec[10]=11;
i=7,D[7]=;D[8]+a[7]=14; …(都是Rec[]=11)
i=6,D[6]=D[7]+a[6]=17; …
i=5,D[5]=D[6]+a[5]=25; …
i=4,D[4]=D[5]+a[4]=23; …
i=3,D[3]=;D[4]+a[3]=28; …
i=2,D[2]=D[3]+a[2]=32; …
i=1,D[1]=D[2]+a[1]=30; …
i=0,D[0]=D[1]+a[0]=31; …
找出最大值32,区间为[3,11] //第3个数到第11个数
#include<iostream> using namespace std; void MaxSubArray(int a[],int D[],int Rec[],int n) { int max=n; for(int i=n-1;i>=0;i--) //从倒数第二个元素开始 { if(D[i+1]>0) { D[i]=D[i+1]+a[i]; Rec[i]=Rec[i+1]; } else { D[i]=a[i]; Rec[i]=i+1; } if(D[i]>D[max]) { max=i; } } cout<<D[max]<<" , ["<<max+1<<" , "<<Rec[max]<<"]"; } int main() { int a[20]; int D[20]; int Rec[20]; int n; cin>>n; for(int i=0;i<n;i++) { cin>>a[i]; } Rec[n-1]=n;D[n-1]=a[n-1]; MaxSubArray(a,D,Rec,n-1); return 0; }
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