问题描述:一个有n个元素的数组,这n个元素可以是正数也可以是负数,求最大子数组的和。
方法1:蛮力法
思路:最简单也是最容易想到的方法就是找出所有子数组,然后求所有子数组的和,在所有子数组的和中取最大值。
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/**
* 方法1(蛮力法):两次循环求最大子数组之和
*/
public static int maxSubArray1( int [] a){
int i,j;
int ThisSum= 0 ;
int MaxSum= 0 ;
for (i = 0 ; i < a.length; i++) {
ThisSum=a[i];
for (j=i+ 1 ;j<a.length;j++){
ThisSum+=a[j];
if (ThisSum>MaxSum){
MaxSum=ThisSum;
}
}
}
return MaxSum;
}
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方法2:优化的动态规划
思路:首先可以根据数组的最后一个元素a[n-1]与最大子数组的关系分为以下三种情况:
1) 最大子数组包含a[n-1],即以a[n-1]结尾。
2) a[n-1]单独构成最大子数组。
3) 最大子数组不包含a[n-1],那么求a[1,...,n-1]的最大子数组可以转换为求a[1,...,n-2]的最大子数组。
通过上述分析可以得出如下结论:假设已经计算出(a[0],...a[i-1])最大的一段数组和为All[i-1],同时也计算出(a[0],...a[i-1])中包含a[i-1]的最大的一段数组和为End[i-1],
则可以得出如下关系:All[i-1]=max{a[i-1],End[i-1],All[i-1]}。利用这个公式和动态规划的思想解决问题。(代码中还解决了起始位置,终止位置的问题)
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/**
* 方法2:优化的动态规划方法
* nEnd就是通过“数组依次相加加到a[i],然后与a[i]做比较”得来的,保存较大的。因为如果前面的数加到a[i]
* 还没有a[i]本身大,那么前面的数也就对最大子数组和没有贡献。厉害
* nAll就是记录一下之前的新得到的nEnd和自身之前谁更大
*/
public static int max( int m, int n){
return m>n?m:n;
}
public static int maxSubArray2( int [] a){
int nAll=a[ 0 ]; //有n个数字数组的最大子数组之和
int nEnd=a[ 0 ]; //有n个数字数组包含最后一个元素的子数组的最大和
for ( int i = 1 ; i < a.length; i++) {
nEnd=max(nEnd+a[i],a[i]);
nAll=max(nEnd, nAll);
}
return nAll;
}
private static int begin= 0 ;
private static int end= 0 ;
/**
* 求出最大子数组的开始begin,结尾end,以及整个子数组
*/
public static int maxSubArray3( int [] a){
int maxSum=Integer.MIN_VALUE;
int nSum= 0 ;
int nStart= 0 ;
for ( int i = 0 ; i < a.length; i++) {
if (nSum< 0 ){
nSum=a[i];
nStart=i;
}
else {
nSum+=a[i];
}
if (nSum>maxSum){
maxSum=nSum;
begin=nStart;
end=i;
}
}
return maxSum;
}
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