最大子列和问题(分治思想)

xiaoxiao2021-02-28  99

给定K个整数组成的序列{ N1, N2, …, NK },“连续子列”被定义为{ Ni, Ni+1, …, Nj },其中 1 <= i <= j <= K。“最大子列和”则被定义为所有连续子列元素的和中最大者。例如给定序列{ -2, 11, -4, 13, -5, -2 },其连续子列{ 11, -4, 13 }有最大的和20。现要求你编写程序,计算给定整数序列的最大子列和。

输入格式:

输入第1行给出正整数 K (<= 100000);第2行给出K个整数,其间以空格分隔。

输出格式:

在一行中输出最大子列和。如果序列中所有整数皆为负数,则输出0。

输入样例: 6 -2 11 -4 13 -5 -2

输出样例: 20


对于任意一个栗子,可以发现最大子序列和只有三种情况:

出现在数组的左半部分 出现在数组的右半部分 出现在数组的中间部分,横跨左右两部分

而且对于左半部分或者右半部分,上述结论也成立,利用这特性,可以写出相应的递归,递归结束的条件是当只有一个元素时,判断这个元素是否大于零,大于零便返回这个数,否则返回零。

然后求出左边最大值,右边最大值和横跨两边的最大值,返回这三个值中的最大值 。


代码实现:

#include<iostream> using namespace std; long long max3(long long a, long long b, long long c); long long maxSubArray(long long [], int left, int right); int main() { long long i,k; long long nums[100005]; cin>>k; for(i = 0; i < k; i++) cin>>nums[i]; cout<<maxSubArray(nums,0,k-1)<<endl; return 0; } long long max3(long long a, long long b, long long c) { if(a > b) return a > c ? a : c; else return b > c ? b : c; } long long maxSubArray(long long a[], int left, int right) { if(left == right) { if(a[left] > 0) return a[left]; else return 0; } int mid = (left + right) / 2; long long maxLeftSum =maxSubArray(a, left, mid); long long maxRightSum = maxSubArray(a, mid+1, right); long long maxLeftBorderSum = 0, leftBorderSum = 0; for(int i = mid; i >= left; --i){ leftBorderSum += a[i]; if(leftBorderSum > maxLeftBorderSum) maxLeftBorderSum = leftBorderSum; } long long maxRightBorderSum = 0, rightBorderSum = 0; for(int i = mid+1; i <= right; ++i){ rightBorderSum += a[i]; if(rightBorderSum > maxRightBorderSum) maxRightBorderSum = rightBorderSum; } return max3(maxLeftSum, maxRightSum, maxLeftBorderSum+maxRightBorderSum); }

分治法解决上面问题时间复杂度为o(nlogn),网上看了一下,实际上还有一种更快的解法,时间复杂度为o(n)。这里copy一下。

#include <stdio.h> #define MAXN 100001 long long maxSubseqSum(int a[], int n){ long long thisSum = 0, maxSum = 0; for(int i = 0; i < n; ++i){ thisSum += a[i]; if(thisSum > maxSum) maxSum = thisSum; else if(thisSum < 0) thisSum = 0; } return maxSum; } int main(){ int k, a[MAXN]; scanf("%d", &k); for(int i = 0; i < k; ++i) scanf("%d", &a[i]); printf("%lld\n", maxSubseqSum(a, k)); return 0; }
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