【算法设计】最大子段和问题解析(对应算法第三题)

一,题目:

最大子段和:

给定一个长度为n的一维数组a,请找出此数组的一个子数组,使得此子数组的和sum=a[i]+a[i+1]+……+a[j]最大,其中i>=0,i<n,j>=i,j<n

例如:31 -41 59 26 -53 58 97 -93 -23 84

子矩阵59+26-53+58+97=187为所求的最大子数组。

二,源码

第一种:直接穷举法:

时间复杂度为O(n*n*n)


第二种:带记忆的递推法:


显然第二种方法比第一种方法有所改进,时间复杂度为O(n*n)。

第三种:动态规划


下面我们来分析一下最大子段和的子结构,令b[j]表示从a[0]~a[j]的最大子段和。

b[j]的当前值只有两种情况:

(1) 最大子段一直连续到a[j]

(2) 以a[j]为起点的子段 //如果不是第(1)种,则(1)肯定为负,舍去

还有一种情况,那就是最大字段没有包含a[j],如果没有包含a[j]的话,那么在算b[j]之前的时候我们已经算出来了,注意我们只是算到位置为j的地方,所以最大子段在a[j]后面的情况我们可以暂时不考虑。

由此我们得出b[j]的状态转移方程为:b[j]=max{b[j-1]+a[j], a[j]},
所求的最大子段和为max{b[j],0<=j<n}。进一步我们可以将b[]数组用一个变量代替。

算法复杂度:O(n)

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