LeetCode——53. Maximum Subarray

53. Maximum Subarray

Find the contiguous subarray within an array (containing at least one number) which has the largest sum.
For example, given the array [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4],
the contiguous subarray [4,-1,2,1] has the largest sum = 6.

思路解析的很好:
Maximum Subarray -- LeetCode

這是一道非常經(jīng)典的動(dòng)態(tài)規(guī)劃的題目,用到的思路我們?cè)趧e的動(dòng)態(tài)規(guī)劃題目中也很常用促绵,以后我們稱(chēng)為”局部最優(yōu)和全局最優(yōu)解法“攒庵。

基本思路是這樣的嘴纺,在每一步,我們維護(hù)兩個(gè)變量浓冒,一個(gè)是全局最優(yōu)栽渴,就是到當(dāng)前元素為止最優(yōu)的解是,一個(gè)是局部最優(yōu)稳懒,就是必須包含當(dāng)前元素的最優(yōu)的解闲擦。接下來(lái)說(shuō)說(shuō)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的遞推式(這是動(dòng)態(tài)規(guī)劃最重要的步驟,遞歸式出來(lái)了场梆,基本上代碼框架也就出來(lái)了)墅冷。

假設(shè)我們已知第i步的global[i](全局最優(yōu))和local[i](局部最優(yōu)),那么第i+1步的表達(dá)式是:
local[i+1]=Math.max(A[i], local[i]+A[i])或油,
就是局部最優(yōu)是一定要包含當(dāng)前元素寞忿,所以不然就是上一步的局部最優(yōu)local[i]+當(dāng)前元素A[i](因?yàn)閘ocal[i]一定包含第i個(gè)元素,所以不違反條件)顶岸,但是如果local[i]是負(fù)的腔彰,那么加上他就不如不需要的,所以不然就是直接用A[i]辖佣;

global[i+1]=Math(local[i+1],global[i])霹抛,
有了當(dāng)前一步的局部最優(yōu),那么全局最優(yōu)就是當(dāng)前的局部最優(yōu)或者還是原來(lái)的全局最優(yōu)(所有情況都會(huì)被涵蓋進(jìn)來(lái)卷谈,因?yàn)樽顑?yōu)的解如果不包含當(dāng)前元素杯拐,那么前面會(huì)被維護(hù)在全局最優(yōu)里面,如果包含當(dāng)前元素世蔗,那么就是這個(gè)局部最優(yōu))端逼。

接下來(lái)我們分析一下復(fù)雜度,時(shí)間上只需要掃描一次數(shù)組凸郑,所以時(shí)間復(fù)雜度是O(n)裳食。空間上我們可以看出表達(dá)式中只需要用到上一步local[i]和global[i]就可以得到下一步的結(jié)果芙沥,所以我們?cè)趯?shí)現(xiàn)中可以用一個(gè)變量來(lái)迭代這個(gè)結(jié)果诲祸,不需要是一個(gè)數(shù)組,也就是如程序中實(shí)現(xiàn)的那樣而昨,所以空間復(fù)雜度是兩個(gè)變量(local和global)救氯,即O(2)=O(1)。

Java代碼

public int maxSubArray(int[] A) {  
    if(A==null || A.length==0)  
        return 0;  
    int global = A[0];  
    int local = A[0];  
    for(int i=1;i<A.length;i++)  
    {  
        local = Math.max(A[i],local+A[i]);  
        global = Math.max(local,global);  
    }  
    return global;  
} 

Python代碼

def maxSubArray(self, A):
        """
        :type A: List[int]
        :rtype: int
        """
        if not A:
            return 0
        
        localSum = globalSum = A[0]
        for num in A[1:]:
            localSum = max(num, localSum+num)
            globalSum = max(localSum, globalSum)
            
        return globalSum
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