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LeetCode53. Maximum Subarray

热度:56   发布时间:2023-12-12 18:42:09.0

由于这周老师在课堂上提到了分治法,于是便想着做下相关的题目。

在LeetCode搜索栏里输入divide-and-conquer,仅搜到了第53题:Maximum Subarray,难度系数为easy。


题目要求如下:

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.


采用分治法的基本思路是一分为二,逐层递归,不过由于此题中,存在中间subarray值最大的可能性,所以不能粗暴地一分为二进行最大值比较,还要找出中间部分的最大值,再进行左、中、右的最大值比较。

我的C++代码如下:

class Solution {
public:int maxSubArray(vector<int>& nums) {return Max(nums, 0, nums.size() - 1);}int Max(vector<int>& nums, int left, int right) {if (left == right) return nums[left];int mid = left + (right - left) / 2;int mid_left_max = nums[mid];int mid_right_max = nums[mid+1];int mid_left_sum = 0;int mid_right_sum = 0;for (int i = mid; i >= left; i--) {mid_left_sum += nums[i]; mid_left_max = max(mid_left_max, mid_left_sum);}for (int i = mid + 1; i <= right; i++) {mid_right_sum += nums[i]; mid_right_max = max(mid_right_max, mid_right_sum);}int middle_max = mid_left_max + mid_right_max;int tem_max = max(Max(nums, left, mid), Max(nums, mid+1, right));return max(tem_max, middle_max);}
};

结果如下:


以上分治法的时间复杂度为O(nlogn),由结果可看出这并非最优解决方案。

于是我们可以思考其他方法。

最容易想到的便是穷举法,不过时间复杂度比较大,仅能够优化到O(n^2)。

从网上搜到Kadane算法(扫描法),在此题中,进行遍历的时候,数字逐一相加,当连续的一段子数组总和小于零时则可抛弃,重新进行接下来的数字相加。代码如下:

class Solution {
public:int maxSubArray(vector<int>& nums) {int length=nums.size();int result=nums[0];int current=nums[0];for(int i=1;i<length;i++){current=max(current,0)+nums[i];if(current>result)result=current;}return result;}
};
该方法的时间复杂度仅为O(n)。



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