41. 最大子数组

作者: 和蔼的zhxing | 来源:发表于2017-11-30 21:55 被阅读16次

    给定一个整数数组,找到一个具有最大和的子数组,返回其最大和。
    样例:
    给出数组[−2,2,−3,4,−1,2,1,−5,3],符合要求的子数组为[4,−1,2,1],其最大和为6
    要求时间复杂度为O(n)
    想了一会并没有特别好的方法,想了一个用双指针的方法,通过了大部分的数据测试,但是还是有不通过的,我也不知道错在哪里,待会贴在下面,先说正确的方法。
    思路
    先分析下这个问题啊,主要有三种情况:
    *1. 全部是负数,这就简单了,找到最大的负数就可以了。
    *2. 全部是正数,也很简单,应该是把所有的数加起来就可以了。
    *3. 有正也有负,最大子数组肯定是正的。
    基于这三种情况分析,我们可以采用这样的思路,先设置一个max,把这个数设置为INT_MIN,设置sum作为变量来记录当前得到的字数组的和,一旦sum>max,就可以更新max,这样就能保证max是最大字数组的和,那么字数组如何更新呢,前面说了,如果有正数的话,最后的结果肯定是正的,那么我们遍历数组,把sum先初始化为第一个数,然后,从第二个数开始,如果发现前面的sum是负的,那么就可以把前面的字数组抛弃掉了,以当前的这个数作为新的字数组的起点,如果发现是正的,当前的这个数加入子数组,以此类推,这样就能找到最大字数组了。(每一次遍历的最后更新max)。
    这样说来不是很直观,我们可以注意这样一个事实:我们要找的子数组的前面的几个数(不管是几个),和肯定不能是负的,如果是负的,那么去掉岂不是得到的和更大,这样就能理解为什么一旦发现前面的字数组为负的话,就丢掉,如果全负的话这种方式也是适合的,因为每次都会舍弃,sum的值就是当前元素,每次更新max,这样得到的max就是最大的那个元素。
    这样的话代码也是很简洁了:

      int maxSubArray(vector<int> nums) {  
            if(nums.size()<=0){  
                return 0;  
            }   
            int max=INT_MIN,cur=0;     //c++最小值  
            for(int i=0; i<nums.size(); i++)    
            {    
                if(cur < 0)  
                    cur = nums[i];  //如果前面加起来的和小于0,抛弃前面的  
                else  
                    cur+=nums[i];  
      
                if(cur > max)  
                    max = cur;  
            }    
            return max;    
              
        }  
    

    我一开始想的另一种思路是:我把所有的数都先加起来,得到sum,然后用两个指针分别指向首尾,比较首尾元素的大小,总是把小的剔除掉(这样得到子数组和更大一些),字数组的和用sum减去剔除掉的数就可以了,如果两个数一样大,剔除掉任意一个就可以了(不能同时剔除两个‘比如[-1,-3,-1]',如果同时剔除两个1,得到的最大值可能是-3,实际上是-1,但是同时被剔除掉了),我是用这个方法试了一些数据,感觉还挺靠谱,于是写了一下,中间用迭代器的程序还不对,最后该用下标才对,也没有找到错误在哪里,这个程序还通过了70%的测试数据,最后还是没有对,目前还没有找到问题在哪,代码就贴在下面了,如果有人看到(应该没有),发现问题在哪,还望告知!

    int maxSubArray(vector<int> &nums) {
            auto beg=nums.begin();
            auto end=nums.end()-1;
            int res_max=accumulate(nums.begin(),nums.end(),0);   //先把所有数求和
            int sum_num=res_max;
            while(beg!=end)
            {
                if(*beg<*end)
                {
                  sum_num-=(*beg);
                  beg++;
                  if(sum_num>res_max)
                  res_max=sum_num;
                }
                if(*beg>*end)
                {
                    sum_num-=(*end);
                    end--;
                    if(sum_num>res_max)
                    res_max=sum_num;
                }
                if(*beg==*end)
                {
                    sum_num-=(*beg);
                    beg++;
                    sum_num-=(*end);
                    end--;
                    if(sum_num>res_max)
                    res_max=sum_num;
                }
            }
            return res_max;
            // write your code here
        } 
        */
        
        
        int maxSubArray(vector<int> &nums) {
        int beg = 0;
        int end = nums.size() - 1;
        int res_max = accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);   //先把所有树求和
        int sum_num = res_max;
        while (beg<end)
        {
            cout << beg << "  " << end << endl;
            if (nums[beg]<nums[end])
            {
                sum_num -= (nums[beg]);
                beg++;
                if (sum_num>res_max)
                    res_max = sum_num;
            }
            if (nums[beg]>nums[end])
            {
                sum_num -= (nums[end]);
                end--;
                if (sum_num>res_max)
                    res_max = sum_num;
            }
            if (nums[beg] == nums[end])
            {
                sum_num -= (nums[beg]);
                beg++;
                sum_num -= (nums[end]);
                end--;
            }
        }
        return res_max;
        // write your code here
        }
    

    振哥指导了一个思路说是当两端相同的话,任意去掉一个是不明智的,后来我想了一下确实是这样的,因为如果恰好有一个就是最大子数组之列又恰好被去掉呢,比如现在得到一个[2,-1,5,-3,2],最大字数组应该是[2,-1,5],但是我们这时候恰好把前面的2给去掉呢,这样得到的最大子数组只能是[5]了,这样显然是有问题的,嗯就是这样的。振哥英明。
    one more question
    我发现有个问题是一直被我忽略的,有时候在循环里写三个互斥的条件时,我很喜欢用三个if,就像这样:

    while(--)
    {
      if(--)  ---;
      if(--)  ---;
      if(--)  ---;
    }
    

    这样的写法有时候是很危险的,比如第一个if改变了第二个if里需要判断的某个值的话,这样就极有可能出错。而我们希望每次循环都只进入一个if,这里的三个if是分支结构,这个时候最好加上if,让逻辑更清晰一些:

    while(--)
    {
      if(--)  ---;
     else  if(--)  ---;
     else  if(--)  ---;
    }
    

    一般这种双指针的题,倒是可以用三个if,可能还效率高一些,因为即使第一个if里面出现了移动指针的情况,如果满足第二个if的话还是可以去移动指针的,因为即使这里用的是分支结构,通过while之后还是会进入倒第二个if里,但是为了保证逻辑上的正确,在判断的时候一定要记得着啦ing中结构的区别。

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