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方法I:动态规划
另sum[i]表示从i开始的最大子串和,则有递推公式:sum[i] = max{A[i], A[i] + sum[i+1]}
因为递推式只用到了后一项,所以在编码实现的时候可以进行状态压缩,用一个变量即可
代码:
int maxSubArray(int A[], int n) { int sum = A[n - 1]; int maxSum = sum; for (int i = n - 2; i >= 0; i--) { sum = max(A[i], sum + A[i]); maxSum = max(maxSum, sum); } return maxSum; }时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)
方法II:扫描法(姑且这么称呼吧)
这是网上比较流行的一种做法,本质上还是动态规划+状态压缩。参考这篇博文
代码:
时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)
int maxSubArray(int A[], int n) {
if (n == 0) return 0; int max_ending_here = A[0]; int max_so_far = A[0]; for(int i = 1; i < n; ++i) { if (max_ending_here < 0) // So far we get negative values, this part has to be dropped max_ending_here = A[i]; else // we can accept it, it could grow later max_ending_here += A[i]; max_so_far = max(max_so_far, max_ending_here); } return max_so_far; }方法III:分治法
假设求A[l..r]的最大子串和
首先将其分成两半A[l..m]和A[m+1..r],其中m=(l+r)/2,并分别求递归求出这两半的最大子串和,不妨称为left,right。如下图所示:
A[l..r]的连续子串和可能出现在左半边(即left),或者可能出现在右半边(即right),还可能出现在横跨左右两半的地方(即middle),如下图橙色部分所示:
当然,middle完全有可能覆盖left或right,它可能的范围入下图所示:
那么,如何求middle?貌似没有什么简单的方法,只能从中间向两遍扫,也就是把上图种的范围扫一遍。具体怎么扫呢?见方法I和方法II
是不是突然觉得很坑爹?既然知道最后求middle要扫一遍,还不如一开始就从l到r扫一遍求max得了,还费什么劲儿求left和right呢?求left和right的作用仅限于缩小扫描的范围。
代码:
int diveNConquer(int A[], int l, int r) { if (l == r) return A[l]; int m = (l + r) / 2; int left = diveNConquer(A, l, m); int right = diveNConquer(A, m + 1, r); int middle = A[m]; for (int i = m - 1, tmp = middle; i >= l; i--) { tmp += A[i]; middle = max(middle, tmp); } for (int i = m + 1, tmp = middle; i <= r; i++) { tmp += A[i]; middle = max(middle, tmp); } return max(middle, max(left, right)); } int maxSubArray(int A[], int n) { return diveNConquer(A, 0, n - 1); }分析一下时间复杂度,设问题的工作量是T(n),则有T(n) = 2T(n/2) + O(n),解得T(n) = O(nlogn)。看看,效率反而低了不少。