给定一个整数数组 nums
,找到一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。
输入:nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]
输出:6
解释:连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6 。
暴力解法:
比较以某个节点为开头的所有子序列的大小
class Solution { public int maxSubArray(int[] nums) { int res = nums[0]; for(int j = 0; j < nums.length; j++){ int sum = 0; for(int i = j; i < nums.length; i++){ sum += nums[i]; if(sum > res) res = sum; } } return res; } }
动态规划算法:
以子序列的结束节点为基准,每一个结束结点(num)都利用上一个结束节点找到的最大值,找当前的最大值。
class Solution { public int maxSubArray(int[] nums) { int sum = 0, res = nums[0]; for (int num : nums) { sum = Math.max(sum + num, num); res = Math.max(res, sum); } return res; } }
贪心算法:
当前“连续和”为负数的时候立刻放弃,从下一个元素重新计算“连续和”,因为负数加上下一个元素 “连续和”只会越来越小。
class Solution { public int maxSubArray(int[] nums) { if(nums == null || nums.length == 0) return 0; int curSum = 0; int maxSum = Integer.MIN_VALUE; int len = nums.length; for(int i = 0; i < len; i++){ curSum += nums[i]; maxSum = Math.max(maxSum,curSum); if(curSum < 0){ curSum = 0; } } return maxSum; } }
分治算法:
最大连续和有三种情况。
出现在左半部分。递归求解。
出现在右半部分。递归求解。
有左有右。求左边向左的最大和,再求右边向右的最大和,两边相加。
class Solution { public class Status { public int lSum, rSum, mSum, iSum; public Status(int lSum, int rSum, int mSum, int iSum) { this.lSum = lSum; this.rSum = rSum; this.mSum = mSum; this.iSum = iSum; } } public int maxSubArray(int[] nums) { return getInfo(nums, 0, nums.length - 1).mSum; } public Status getInfo(int[] a, int l, int r) { if (l == r) { return new Status(a[l], a[l], a[l], a[l]); } int m = (l + r) >> 1; Status lSub = getInfo(a, l, m); Status rSub = getInfo(a, m + 1, r); return pushUp(lSub, rSub); } public Status pushUp(Status l, Status r) { int iSum = l.iSum + r.iSum; int lSum = Math.max(l.lSum, l.iSum + r.lSum); int rSum = Math.max(r.rSum, r.iSum + l.rSum); int mSum = Math.max(Math.max(l.mSum, r.mSum), l.rSum + r.lSum); return new Status(lSum, rSum, mSum, iSum); } }
知识点:
Math.max() 方法用于返回两个参数中的最大值。
double max(double arg1, double arg2)
float max(float arg1, float arg2)
int max(int arg1, int arg2)
long max(long arg1, long arg2)
总结:
动态规划算法给我们提供了一个新思路,以子序列的结束节点为基准;
贪心算法则通过“排除法”不断变化开始节点从而减少时间复杂度;
分治算法是将一个大规模的问题分解为几个规模较小的子问题。