题目:输入一个整形数组,数组里有正数也有负数。数组中连续的一个或多个整数组成一个子数组,每个子数组都有一个和。求所有子数组的和的最大值。要求时间复杂度为O(n)。
例如输入的数组为1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5,和最大的子数组为3, 10, -4, 7, 2,因此输出为该子数组的和18。
分析:本题最初为2005年浙江大学计算机系的考研题的最后一道程序设计题,在2006年里包括google在内的很多知名公司都把本题当作面试题。由于本题在网络中广为流传,本题也顺利成为2006年程序员面试题中经典中的经典。
如果不考虑时间复杂度,我们可以枚举出所有子数组并求出他们的和。不过非常遗憾的是,由于长度为n的数组有O(n2)个子数组;而且求一个长度为n的数组的和的时间复杂度为O(n)。因此这种思路的时间是O(n3)。
很容易理解,当我们加上一个正数时,和会增加;当我们加上一个负数时,和会减少。如果当前得到的和是个负数,那么这个和在接下来的累加中应该抛弃并重新清零,不然的话这个负数将会减少接下来的和。基于这样的思路,我们可以写出如下代码。
参考地址:http://zhedahht.blog.163.com/blog/static/254111742007219147591/
本题涉及到动态规划,并且本题有以下两点需要注意(原作者已经提出,但我还想自己写下加强印象):
一、getGreatSumOfSubArray函数的返回值为boolean型而不是int型直接返回子数组和的最大值,这样可以区分无效输入和子数组最大和刚好为0的情况
二、当数组所有值均为负数时,最大值为数组中最大的负数
以下为该题目的java实现:
public class Test_03 { static int curnum=0; static int greatnum=0; public static void main(String[] args) { int[] data = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5}; if(!getGreatSumOfSubArray(data)){ return; } else System.out.println(greatnum); } public static boolean getGreatSumOfSubArray(int[] data) { int len = data.length; if(len == 0){ System.out.println("数组长度为0!"); return false; } for(int i=0;i<len;i++){ curnum+=data[i]; if(curnum<0){ curnum=0; } if(curnum>greatnum) greatnum = curnum; } //特殊情况,即数组中所有元素都为负数 if(greatnum==0){ greatnum = data[0]; for(int i=0;i<len;i++){ if(data[i]>greatnum) greatnum = data[i]; } } return true; } }
测试结果为:18
其他测试用例:int[] data = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2,3, -5};
测试结果为:21
其他测试用例:int[] data = {-1, -2, -3, -10, -4, -7, -2,-3, -5};
测试结果为:-1
其他测试用例:int[] data = {};
测试结果为:数组长度为0!