编程之美(一):求连续子数组的最大和

最近看了不少算法相关的题目,打算把这些题目整理出来做一个系列,借用一下CSDN上JULY的标题吧

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)

e.g. 数组[1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5] 和最大字数组为 3, 10, -4, 7, 2

如果没有时间复杂度的要求或许这个题可以有很多方法,但是有了时间复杂度的要求,就不能按照穷举所有子数组的方法来算了,可以来分析一下这个题目:
从第一个元素开始加,每加一次之后就要比较、记录一下最大和,如果加到某个元素的时候子数组的和为负数了,那就要放弃之前所有元素相加之和,然后从下个元素开始重新开始计算子数组的和。拿上面那个数组来表示summax的值的线性变化的话就是

sum:    1     -1      3      13       9    16    18    13
max:    1    1   3   13    13   16    18    18

最后返回max就是 18

用java 来实现的话就是

public static int maxSum(int[] arr){
    int sum = 0;
    int max = 0;
    for(int i=0;i < arr.length; i++){
         if(sum < 0)
             sum = arr[i];
         else
             sum += arr[i];
         if(max < sum)
             max = sum;            
    }
    return max;
}

这样看来思路还是很清晰的,代码也不怎么复杂,最主要的是只对数组进行一次循环,也就是时间复杂度为O(N),下面来一个python版本的

a = [1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5]
result = 0
sum  = a[i]
for i in xrange(len(a)-1):
    sum = max(a[i+1],sum+a[i+1])
    result = max(sum,result)

这个思路更牛,这是利用了ACM中的DP思路,据说这是DP中最简单的一类题了,(ーー゛)
说一下DP的思想:
对于列表中任何第i+1个元素,只有2种选择,作为一个新子数组的第一个元素,或者加入到前面的数组,result为已找到的最大子数组的和
这个思路是不是让你眼前一亮的感觉?真是太简洁了,动态规划(dynamic programing)的思路我这是第一次接触到,感触不小,大学没好好学,现在得补上啊

PS:DP的思想可以解决很多面试题中压轴的算法题,所以数量掌握DP还是很有必要的,以后会继续出几个利用DP去解决的算法题

本文主要引自:JULY的博客