算法导论练习第四章第一节：最大子数组的递归实现

先说下思路：利用分治的思想，对一个数组进行三种情况的划分，1.[low,mid]、2.[mid,high]和3.跨界子数组[low,high]
最大子数组必然出现在这三种情况之一。而第1、2种情况，又同样适用于最大子数组的递归情况，也就是说求第1、2种情况的递归思想和递归求一个数组的最大子数组的问题是一样的。
因此我们只要能实现求出最大跨界的子数组就找到了答案。

求跨界的最大子数组的思路就是：查看[i,mid]和[mid+1,i]的情况，分别求出这两种情况的最大值和边界，再对最大值求和，便找到了跨界最大子数组的和以及左右的边界值。
以下是求跨界的最大子数组的C语言实现：

int *findMaxCrossingSubarray(int arr[], int low, int mid, int high)
{
    int *a = calloc(3, sizeof(int));
    int leftSum = INT_MIN;
    int leftMaxIndex = low;
    int sum = 0;
    for (int i = mid; i >= low; i--)
    {
        sum += arr[i];
        if (sum > leftSum)
        {
            leftSum = sum;
            leftMaxIndex = i;
        }
    }
    int rightSum = INT_MIN;
    int rightMaxIndex = high;
    sum = 0;
    for (int i = mid + 1; i <= high; i++)
    {

        sum += arr[i];
        if (sum > rightSum)
        {
            rightSum = sum;
            rightMaxIndex = i;
        }
    }
    a[0] = leftMaxIndex;
    a[1] = rightMaxIndex;
    a[2] = leftSum + rightSum;
    return a;
}

容易疏漏的地方：循环的时候，i的边界条件。
以下代码是完整的C语言递归实现：

//递归求解最大自数组的问题
#include 
#include 
#include 

int *findMaxCrossingSubarray(int arr[], int low, int mid, int high); //寻找最大跨界子数组
int *findMaximumSubarray(int arr[], int low, int high);              //递归寻找最大子数组

int main()
{
    int arr[16] = {13, -3, -25, 1, -3, 16, 23, 18, -20, -7, -12, -50, -22, 15, -4, 7};
    int *result = findMaximumSubarray(arr, 0, 15);
    printf("左边界为%d", result[0]);
    printf("右边界为%d", result[1]);
    printf("最大跨界子数组的和为%d", result[2]);
    free(result);
    return 0;
}
//返回最大自数组的左右边界和最大子数组的和
int *findMaxCrossingSubarray(int arr[], int low, int mid, int high)
{
    int *a = calloc(3, sizeof(int));
    int leftSum = INT_MIN;
    int leftMaxIndex = low;
    int sum = 0;
    for (int i = mid; i >= low; i--)
    {
        sum += arr[i];
        if (sum > leftSum)
        {
            leftSum = sum;
            leftMaxIndex = i;
        }
    }
    int rightSum = INT_MIN;
    int rightMaxIndex = high;
    sum = 0;
    for (int i = mid + 1; i <= high; i++)
    {

        sum += arr[i];
        if (sum > rightSum)
        {
            rightSum = sum;
            rightMaxIndex = i;
        }
    }
    a[0] = leftMaxIndex;
    a[1] = rightMaxIndex;
    a[2] = leftSum + rightSum;
    return a;
}

int *findMaximumSubarray(int arr[], int low, int high)
{
    int *a = calloc(3, sizeof(int));
    if (high == low)
    {
        a[0] = low;
        a[1] = high;
        a[2] = arr[low];
        return a;
    }
    int mid = (low + high) / 2;
    int *leftResult = findMaximumSubarray(arr, low, mid);
    int *rightResult = findMaximumSubarray(arr, mid + 1, high);
    int *midResult = findMaxCrossingSubarray(arr, low, mid, high);
    if (leftResult[2] >= midResult[2] && leftResult[2] >= rightResult[2])
    {
        free(rightResult);
        free(midResult);
        return leftResult;
    }
    else if (rightResult[2] >= midResult[2] && rightResult[2] >= leftResult[2])
    {
        free(leftResult);
        free(midResult);
        return rightResult;
    }
    else
    {
        free(leftResult);
        free(rightResult);
        return midResult;
    }
}

复杂度为O(nlgn)，完毕。