最大子段和问题:
给定n个整数(可能为负数)组成的序列a[1],a[2],a[3],…,a[n],求该序列如a[i]+a[i+1]+…+a[j]的子段和的最大值。当所给的整均为负数时定义子段和为0,依此定义,所求的最优值为:
Max{0,a[i]+a[i+1]+…+a[j]},1<=i<=j<=n
例如,当(a1,a2,a3,a4,a4,a6)=(-2,11,-4,13,-5,-2)时,最大子段和为20。
1.可以使用简单的算法3个for循环算出答案,时间复杂度为O(n^3).
2.可以使用分治法,把问题分解。
将a[1n]分成a[1n/2]和a[n/2+1n],则a[1n]的最大字段和有三种情况:
(1)a[1n]的最大子段和与a[1n/2]的最大子段和相同
(2)a[1n]的最大子段和与a[n/2n]的最大子段和相同
(3)a[1n]的最大子段和为ai++aj,1<=i<=n/2,n/2+1<=j<=n
时间复杂度为O(nlogn)。
3.动态规划法:
b[j]=max{a[i]++a[j]},1<=i<=j,且1<=j<=n,则所求的最大子段和为max b[j],1<=j<=n。
由b[j]的定义可易知,当b[j-1]>0时b[j]=b[j-1]+a[j],否则b[j]=a[j]。故b[j]的动态规划递归式为:
b[j]=max(b[j-1]+a[j],a[j]),1<=j<=n。
时间复杂度为O(n)
这里给出代码
public static int maxSum(int[] a) { int n = a.length; int sum = 0, b = 0; for(int i=0; i<n; i++) { if(b > 0) { b += a[i]; } else { b = a[i]; } sum = b>sum? b:sum; } return sum;
}
测试数据:
public static void main(String[] args) { int[] a = {-2, 11, -4, 13, -5, -2}; System.out.println(maxSum(a)); }
结果:
20