求最大子序列之和的四种方法

时间:2022-07-31 10:48:59

四种求最大子序列和的方法,效率一个比一个高。

方法二是方法一的改进

方法三是采用分治的思想,编写递归函数

方法四 最为巧妙,代码少,效率高,逻辑清晰

对原书中的代码做了一小点修改,能处理负数数组(结果为最小的负数)

附上代码

package chapter2;
import java.util.Random;
public class maxSubSum 
{
/*-------------------------------方法1 --------------------------------*/
    public  int maxSubSum1(int[] a)//方法1 
	{
    	    //最笨的方法,分别以每个元素为起点 计算每一种长度的和
		int sum=a[0],sumMax=a[0];
		for (int i = 0; i < a.length; i++)//每一个元素为起点 
		{
			
			for (int j = i; j < a.length; j++)//每一种子序列长度 
			{
				sum=a[i];
				for(int k=i+1;k<=j;k++)//求和
					sum+=a[k];
				if (sumMax<sum)//比较更新Max
				{
					sumMax=sum;
				}
			}
		}
		return sumMax;
	}
/*-------------------------------方法2 --------------------------------*/
public int maxSubSum2(int[] a)//方法二
{
	//方法一的改进,通过一个for循环直接得出 某个元素为起点的所有子序列的最大和
	int sum=0,sumMax;
	sumMax=a[0];
	for (int i = 0; i < a.length; i++)//选取每一个元素为起点
	{
		sum=0;
		for (int j = i; j < a.length; j++)//比较每一种序列的和
		{
			sum+=a[j];
			if (sum>sumMax) 
				sumMax=sum;
		}
		
	}
	return sumMax;
}
/*-------------------------------方法3 --------------------------------*/
public int maxSubSum3(int[] a,int left,int right)//方法三
{
	//分治策略
	//每次把数组分成左右两部分,
	//最大子序列和可能在三处出现,整个序列出现在左边或者右边,或者跨越中部
	
	if (left==right) //基本情况,left=right,只有一个元素
		return a[left];
	
	int center=(left+right)/2;//递归,继续分成左右两部分,
	int maxLeftSum=maxSubSum3(a, left, center);//返回左边的最大和
	int maxrightSum=maxSubSum3(a, center+1, right);//返回右边的最大和
	
	//计算从center为起点,分别向左和向右的最大序列和
	//center向左的最大子序列和
	int maxLeftBorderSum=a[center],leftBorderSum=a[center];
	for (int i = center-1; i >= left; i--) 
	{
		leftBorderSum+=a[i];
		if (leftBorderSum>maxLeftBorderSum) 
			maxLeftBorderSum=leftBorderSum;
	}
	//center向右的最大子序列和
	int maxrightBorderSum=a[center+1],rightBorderSum=a[center+1];
	for (int i = center+2; i <=right; i++) 
	{
		rightBorderSum+=a[i];
		if (rightBorderSum>maxrightBorderSum) 
			maxrightBorderSum=rightBorderSum;
	}
	//返回三种情况的最大值(整个在左边,整个在右边,跨区域)
	
	int max;
	max=maxLeftSum>maxrightSum? maxLeftSum:maxrightSum;
	max=max>maxLeftBorderSum+maxrightBorderSum?max:maxLeftBorderSum+maxrightBorderSum;
	return max;
}
/*-------------------------------方法4 --------------------------------*/
	public int maxSubSum4(int[] a)//方法四
	{
		//效率最高,代码最简单
		//思路:小于0的子序列(包括单个元素的情况)比较sumMax后直接抛弃,sum重置为0,继续累加
		int sum=a[0],sumMax=a[0];
		for (int i = 1; i < a.length; i++)
		{
			sum+=a[i];
			if (sum>sumMax) 
				sumMax=sum;
			if (sum<0) 
				sum=0;	
		}
		return sumMax;
	}
	public static void main(String[] args) 
	{
		
		int[] a=new int[1000];
		for (int i = 0; i < a.length; i++)//随机数给数组赋值
		{
			a[i]=(int )( (0.5-Math.random())*100);
			if (a[i]==0) 
				a[i]=-8;
		}
		maxSubSum test=new maxSubSum();
		
		System.out.println(test.maxSubSum4(a));
		System.out.println(test.maxSubSum3(a,0,999));
		System.out.println(test.maxSubSum2(a));
		System.out.println(test.maxSubSum1(a));
	}
}