53. Maximum Subarray

這是一道非常經(jīng)典的動態(tài)規(guī)劃的題目,用到的思路我們在別的動態(tài)規(guī)劃題目中也很常用锌仅,以后我們稱為”局部最優(yōu)和全局最優(yōu)解法“章钾。基本思路是這樣的热芹,在每一步贱傀,我們維護兩個變量,一個是全局最優(yōu)伊脓,就是到當(dāng)前元素為止最優(yōu)的解是府寒,一個是局部最優(yōu),就是必須包含當(dāng)前元素的最優(yōu)的解。接下來說說動態(tài)規(guī)劃的遞推式(這是動態(tài)規(guī)劃最重要的步驟株搔,遞歸式出來了剖淀,基本上代碼框架也就出來了)。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))纤房,那么第i+1步的表達式是:local[i+1]=Math.max(A[i], local[i]+A[i])纵隔,就是局部最優(yōu)是一定要包含當(dāng)前元素,所以不然就是上一步的局部最優(yōu)local[i]+當(dāng)前元素A[i](因為local[i]一定包含第i個元素帆卓,所以不違反條件)巨朦,但是如果local[i]是負的,那么加上他就不如不需要的剑令,所以不然就是直接用A[i]糊啡;

局部最優(yōu)和全局最優(yōu)解法

  • 首先local[i]表示以a[i]為結(jié)尾的子序列的最大的和,則global = max{local[0], ... , local[n-1]} 吁津。 global即為答案棚蓄。而local[i + 1]只有兩個選擇,要不就是和之前的數(shù)字連在一起組成一個序列碍脏,或者自己a[i+1]獨立組成一個序列梭依,哪個大選哪個,local[i+1] = max{ a[i+1], local[i] + a[i+1] }.
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include <unordered_map>
#include <cmath>
#include <string>
#include <set>
using namespace std;

class Solution {
private:
    int max(int a, int b)
    {
        return a>b? a:b;
    }

public:
    int maxSubArray(vector<int>& nums) {
        int size = (int)nums.size();
        
        int local = nums[0];
        int global = local;
        
        for (int i = 1; i < size; i++)
        {
            local = max(local + nums[i], nums[i]);
            global = max(local, global);
        }
        
        return global;
    }
};

分治法

易知,對于一數(shù)字序列典尾,其最大連續(xù)子序列和對應(yīng)的子序列可能出現(xiàn)在三個地方役拴。或是整個出現(xiàn)在輸入數(shù)據(jù)的前半部(左)钾埂,或是整個出現(xiàn)在輸入數(shù)據(jù)的后半部(右)河闰,或是跨越輸入數(shù)據(jù)的中部從而占據(jù)左右兩半部分。前兩種情況可以通過遞歸求解褥紫,第三種情況可以通過求出前半部分的最大和(包含前半部分的最后一個元素)以及后半部分的最大和(包含后半部分的第一個元素)而得到姜性,然后將這兩個和加在一起即可。

#include<vector>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include <unordered_map>
#include <cmath>
#include <string>
#include <set>
using namespace std;

class Solution {
private:
    int max(int a, int b)
    {
        return a>b? a:b;
    }
    
    int maxSubSum(vector<int>& nums, int l, int r)
    {
        if (l == r) return nums[l];
        
        int mid = (l + r)/2;
        
        int wholeLeft = maxSubSum(nums, l, mid);
        int wholeRight = maxSubSum(nums, mid+1, r);
        
        int partleft = nums[mid];
        int sum = partleft;
        for (int i = mid-1; i>= l; i--)
        {
            sum += nums[i];
            partleft = max(partleft, sum);
        }
        
        int partright = nums[mid+1];
        int sum2 = partright;
        for (int i = mid + 2; i <= r; i++)
        {
            sum2 += nums[i];
            partright = max(partright, sum2);
        }
        
        return max(max(wholeRight, wholeLeft), partright + partleft);
    }
    
public:
    int maxSubArray(vector<int>& nums) {
        int size = (int)nums.size();
        
        return maxSubSum(nums, 0, size-1);
    }
};
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