最大子序列问题

时间:2022-03-28 00:44:43

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:

最大子序列问题int  maxSumRec( const  vector < int >&  a,  int  left,  int  right)
最大子序列问题最大子序列问题
... {
最大子序列问题    
if(left==right) //base case
最大子序列问题
        if(a[left]>0)
最大子序列问题            
return a[left];
最大子序列问题        
else
最大子序列问题            
return 0;
最大子序列问题
最大子序列问题    
int center = (left + right)/2;
最大子序列问题    
int maxLeftSum = maxSumRec(a, left, center);
最大子序列问题    
int maxRightSum = maxSumRec(a, center+1, right);
最大子序列问题
最大子序列问题    
int maxLeftBorderSum = 0, leftBorderSum = 0;
最大子序列问题
最大子序列问题    
for(int i = center; i >= left; i--)
最大子序列问题最大子序列问题    
...{
最大子序列问题        leftBorderSum 
+= a[i];
最大子序列问题        
if(leftBorderSum > maxLeftBorderSum)
最大子序列问题            maxLeftBorderSum 
= leftBorderSum;
最大子序列问题    }

最大子序列问题
最大子序列问题    
int maxRightBorderSum = 0, rightBorderSum = 0;
最大子序列问题    
for(int i = center + 1; i<=right; j++)
最大子序列问题最大子序列问题    
...{
最大子序列问题        rightBorderSum 
+= a[j];
最大子序列问题        
if(rightBorderSum > maxRightBorderSum )
最大子序列问题            maxRightBorderSum 
= rightBorderSum;
最大子序列问题    }

最大子序列问题
最大子序列问题    
return std::max(maxLeftSum, std::max(maxRightSum,maxLeftBorderSum+maxRightBorderSum));
最大子序列问题}

2、第二个算法的复杂度为O(N)

最大子序列问题int  maxSubSum( const  vector < int >&  a)
最大子序列问题最大子序列问题
... {
最大子序列问题    
int maxSum = 0;
最大子序列问题    
int thisSum = 0;
最大子序列问题    
for(int i = 0; i < a.size(); i++)
最大子序列问题最大子序列问题    
...{
最大子序列问题        thisSum 
+= a[i];
最大子序列问题        
if(thisSum > maxSum)
最大子序列问题            maxSum 
= thisSum;
最大子序列问题        
else if( thisSum < 0)
最大子序列问题            thisSum 
= 0
;
最大子序列问题    }

最大子序列问题    
return maxSum;
最大子序列问题}

References:
Mark Allen Weiss    Data Structures and Algorithm Analysis in C++  Third Edition   

二、最大子序列乘积

最大子序列问题最大子序列问题/**/ /*
最大子序列问题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
最大子序列问题子序列,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
最大子序列问题存在,我们同时找这两个乘积做起来反而方便。
最大子序列问题
最大子序列问题我们让maxCurrent表示当前最大乘积的candidate,minCurrent反之,表示当前最小乘积
最大子序列问题的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,
最大子序列问题而maxProduct则记录到目前为止所有最大乘积candidates的最大值。
最大子序列问题
最大子序列问题由于空集的乘积定义为1,在搜索数组前,maxCurrent,maxProduct,minCurrent都赋为1。
最大子序列问题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,
最大子序列问题新读入数组的元素x(i)后,新的最大乘积candidate只可能是maxCurrent或者minCurrent
最大子序列问题与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
最大子序列问题candidates的值。
最大子序列问题
最大子序列问题当任何时候maxCurrent<1,由于1(空集)是比maxCurrent更好的candidate,所以更新
最大子序列问题maxCurrent为1,类似的可以更新minCurrent。任何时候maxCurrent如果比最好的
最大子序列问题maxProduct大,更新maxProduct。
最大子序列问题
最大子序列问题
最大子序列问题
*/

最大子序列问题template 
< typename Comparable >
最大子序列问题Comparable maxprod( 
const  vector < Comparable >& v)
最大子序列问题最大子序列问题
... {
最大子序列问题    
int i;
最大子序列问题    Comparable maxProduct 
= 1;
最大子序列问题    Comparable minProduct 
= 1;
最大子序列问题    Comparable maxCurrent 
= 1;
最大子序列问题    Comparable minCurrent 
= 1;
最大子序列问题    
//Comparable t;
最大子序列问题

最大子序列问题    
for( i=0; i< v.size() ;i++)
最大子序列问题最大子序列问题    
...{
最大子序列问题        maxCurrent 
*= v[i];
最大子序列问题        minCurrent 
*= v[i];
最大子序列问题        
if(maxCurrent > maxProduct) 
最大子序列问题            maxProduct 
= maxCurrent;
最大子序列问题        
if(minCurrent > maxProduct)
最大子序列问题            maxProduct 
= minCurrent;
最大子序列问题        
if(maxCurrent < minProduct)
最大子序列问题            minProduct 
= maxCurrent;
最大子序列问题        
if(minCurrent < minProduct)
最大子序列问题            minProduct 
= minCurrent;
最大子序列问题        
if(minCurrent > maxCurrent)
最大子序列问题            swap(maxCurrent,minCurrent);
最大子序列问题        
if(maxCurrent<1)
最大子序列问题            maxCurrent 
= 1;
最大子序列问题        
//if(minCurrent>1)
最大子序列问题        
//    minCurrent =1;
最大子序列问题
    }

最大子序列问题    
return maxProduct;
最大子序列问题        
最大子序列问题}