问题描述:给定整数A1,A2,...,AN(可能为负数),求(Ai+...Aj)的最大值(为了方便起见,如果所有整数均为负数,则最大子序列和为0)。
一.首先给出了一个递归的算法 复杂度为O(Nlog(N)),这个方法采用一种“分治”(divide-and-conquer)策略。在我们的例子中,最大子序列和可能出现在三处。或者整个出现在输入数据的左半部,或者整个出现右半部,或者跨越输入数据的中部从而占据左右两个半部分。前两种情况递归求解。第三种情况的最大和可以通过求出前半部分的最大和(包含前半部分的最后一个元素)以及后半部分的最大和(包含后半部分的第一个元素)而得到,然后将这两个和加在一起,求出三个值的最大值:
int
maxSumRec(
const
vector
<
int
>&
a,
int
left,
int
right)
{
if(left==right) //base case
if(a[left]>0)
return a[left];
else
return 0;
int center = (left + right)/2;
int maxLeftSum = maxSumRec(a, left, center);
int maxRightSum = maxSumRec(a, center+1, right);
int maxLeftBorderSum = 0, leftBorderSum = 0;
for(int i = center; i >= left; i--)
{
leftBorderSum += a[i];
if(leftBorderSum > maxLeftBorderSum)
maxLeftBorderSum = leftBorderSum;
}
int maxRightBorderSum = 0, rightBorderSum = 0;
for(int i = center + 1; i<=right; j++)
{
rightBorderSum += a[j];
if(rightBorderSum > maxRightBorderSum )
maxRightBorderSum = rightBorderSum;
}
return std::max(maxLeftSum, std::max(maxRightSum,maxLeftBorderSum+maxRightBorderSum));
}
{
if(left==right) //base case
if(a[left]>0)
return a[left];
else
return 0;
int center = (left + right)/2;
int maxLeftSum = maxSumRec(a, left, center);
int maxRightSum = maxSumRec(a, center+1, right);
int maxLeftBorderSum = 0, leftBorderSum = 0;
for(int i = center; i >= left; i--)
{
leftBorderSum += a[i];
if(leftBorderSum > maxLeftBorderSum)
maxLeftBorderSum = leftBorderSum;
}
int maxRightBorderSum = 0, rightBorderSum = 0;
for(int i = center + 1; i<=right; j++)
{
rightBorderSum += a[j];
if(rightBorderSum > maxRightBorderSum )
maxRightBorderSum = rightBorderSum;
}
return std::max(maxLeftSum, std::max(maxRightSum,maxLeftBorderSum+maxRightBorderSum));
}
2、第二个算法的复杂度为O(N)
int
maxSubSum(
const
vector
<
int
>&
a)
{
int maxSum = 0;
int thisSum = 0;
for(int i = 0; i < a.size(); i++)
{
thisSum += a[i];
if(thisSum > maxSum)
maxSum = thisSum;
else if( thisSum < 0)
thisSum = 0;
}
return maxSum;
}
{
int maxSum = 0;
int thisSum = 0;
for(int i = 0; i < a.size(); i++)
{
thisSum += a[i];
if(thisSum > maxSum)
maxSum = thisSum;
else if( thisSum < 0)
thisSum = 0;
}
return maxSum;
}
References:
Mark Allen Weiss Data Structures and Algorithm Analysis in C++ Third Edition
二、最大子序列乘积
/*
这个问题其实可以简化成这样:数组中找一个子序列,使得它的乘积最大;同时找一个
子序列,使得它的乘积最小(负数的情况)。虽然我们只要一个最大积,但由于负数的
存在,我们同时找这两个乘积做起来反而方便。
我们让maxCurrent表示当前最大乘积的candidate,minCurrent反之,表示当前最小乘积
的candidate。这里我用candidate这个词是因为只是可能成为新一轮的最大/最小乘积,
而maxProduct则记录到目前为止所有最大乘积candidates的最大值。
由于空集的乘积定义为1,在搜索数组前,maxCurrent,maxProduct,minCurrent都赋为1。
假设在任何时刻你已经有了maxCurrent和minCurrent这两个最大/最小乘积的candidates,
新读入数组的元素x(i)后,新的最大乘积candidate只可能是maxCurrent或者minCurrent
与x(i)的乘积中的较大者,如果x(i)<0导致maxCurrent<minCurrent,需要交换这两个
candidates的值。
当任何时候maxCurrent<1,由于1(空集)是比maxCurrent更好的candidate,所以更新
maxCurrent为1,类似的可以更新minCurrent。任何时候maxCurrent如果比最好的
maxProduct大,更新maxProduct。
*/
template < typename Comparable >
Comparable maxprod( const vector < Comparable >& v)
{
int i;
Comparable maxProduct = 1;
Comparable minProduct = 1;
Comparable maxCurrent = 1;
Comparable minCurrent = 1;
//Comparable t;
for( i=0; i< v.size() ;i++)
{
maxCurrent *= v[i];
minCurrent *= v[i];
if(maxCurrent > maxProduct)
maxProduct = maxCurrent;
if(minCurrent > maxProduct)
maxProduct = minCurrent;
if(maxCurrent < minProduct)
minProduct = maxCurrent;
if(minCurrent < minProduct)
minProduct = minCurrent;
if(minCurrent > maxCurrent)
swap(maxCurrent,minCurrent);
if(maxCurrent<1)
maxCurrent = 1;
//if(minCurrent>1)
// minCurrent =1;
}
return maxProduct;
}
这个问题其实可以简化成这样:数组中找一个子序列,使得它的乘积最大;同时找一个
子序列,使得它的乘积最小(负数的情况)。虽然我们只要一个最大积,但由于负数的
存在,我们同时找这两个乘积做起来反而方便。
我们让maxCurrent表示当前最大乘积的candidate,minCurrent反之,表示当前最小乘积
的candidate。这里我用candidate这个词是因为只是可能成为新一轮的最大/最小乘积,
而maxProduct则记录到目前为止所有最大乘积candidates的最大值。
由于空集的乘积定义为1,在搜索数组前,maxCurrent,maxProduct,minCurrent都赋为1。
假设在任何时刻你已经有了maxCurrent和minCurrent这两个最大/最小乘积的candidates,
新读入数组的元素x(i)后,新的最大乘积candidate只可能是maxCurrent或者minCurrent
与x(i)的乘积中的较大者,如果x(i)<0导致maxCurrent<minCurrent,需要交换这两个
candidates的值。
当任何时候maxCurrent<1,由于1(空集)是比maxCurrent更好的candidate,所以更新
maxCurrent为1,类似的可以更新minCurrent。任何时候maxCurrent如果比最好的
maxProduct大,更新maxProduct。
*/
template < typename Comparable >
Comparable maxprod( const vector < Comparable >& v)
{
int i;
Comparable maxProduct = 1;
Comparable minProduct = 1;
Comparable maxCurrent = 1;
Comparable minCurrent = 1;
//Comparable t;
for( i=0; i< v.size() ;i++)
{
maxCurrent *= v[i];
minCurrent *= v[i];
if(maxCurrent > maxProduct)
maxProduct = maxCurrent;
if(minCurrent > maxProduct)
maxProduct = minCurrent;
if(maxCurrent < minProduct)
minProduct = maxCurrent;
if(minCurrent < minProduct)
minProduct = minCurrent;
if(minCurrent > maxCurrent)
swap(maxCurrent,minCurrent);
if(maxCurrent<1)
maxCurrent = 1;
//if(minCurrent>1)
// minCurrent =1;
}
return maxProduct;
}