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53. Maximum Subarray

53. Maximum Subarray

作者: DrunkPian0 | 来源:发表于2017-04-09 15:15 被阅读92次

    20170706

    今天再做这题,写出来了。这题之前说的「局部最优解」「全局最优解」可以这么理解,局部最优解就相当于dp[i-1],因为我写完标准dp后很容易发现这个dp其实只需要知道前一位的状态,所以就用个int来滚动就行了,这个int就是所谓的局部最优解。然后之前说的局部最优解必须包含当前数字,其实就是因为这题要求的是连续的subarray。

    //标准
        public int maxSubArray(int[] nums) {
            if (nums == null || nums.length == 0) return 0;
            int[] dp = new int[nums.length];
            dp[0] = nums[0];
            int max = nums[0];
            for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
                if (dp[i - 1] > 0) {
                    dp[i] = dp[i - 1] + nums[i];
                } else {
                    dp[i] = nums[i];
                }
                max = Math.max(max, dp[i]);
            }
            return max;
        }
    //滚动
        public int maxSubArray(int[] nums) {
            if (nums == null || nums.length == 0) return 0;
            int curMax = nums[0];
            int max = nums[0];
            for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
                if (curMax > 0) {
                    curMax = curMax + nums[i];
                } else {
                    curMax = nums[i];
                }
                max = Math.max(curMax, max);
            }
            return max;
        }
    

    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.

    一道easy题,一月份的时候做的,现在再做又一时想不起来了。。这题是DP的思想,但是有很多种思路;最近看了code ganker的一些题目很多都用到了「局部最优解」「全局最优解」这个概念,比如Jump GameBest Time to Buy and Sell Stock等。

    这种思想的核心是,「局部最优解」local表示「必须包含当前一步操作」时候的最优解,全局最优解global就是代表全局最优解,每步比较local和global。

    State transition equation:

    dp[i] = dp[i-1] >0 ? dp[i-1] + nums[i] : nums[i]

    这题的方程,要注意是根据dp[i-1] >0的正负来判断,跟nums[i]无关。
    第二点,由于「局部最优解」local表示「必须包含当前一步操作」时候的最优解,所以这题dp数组的最后一位不能代表最优结果,而是要维护的global。

    因为只需要前一个位置的值,所以这道题可以状态压缩,可以这么写:

        public int maxSubArray(int[] nums) {
            if (nums.length == 0) return 0;
            int local = nums[0];
            int global = nums[0];
            //local[i] = local[i-1] < 0 ? nums[i]: local[i-1]+nums[i]
    
            for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
                local = local > 0 ? local + nums[i] : nums[i];
                global = Math.max(local, global);
            }
            return global;
        }
    

    有时候我想不通为什么需要比较局部和最优,原因就是局部因为要包含当前的值所以有一定局限性。比如这道题,如果test case是一串负数,那global的作用就显而易见了。

    我昨天有个疑问,是不是所以DP都需要用到一个数组保存状态,空间换时间嘛。事实上不是的,有些题目只需要用到之前一个子状态,或者可以用空间轮换,就不需要数组。比如,利用常规路子,这题还可以这样写

    public int maxSubArray(int[] A) {
            int n = A.length;
            int[] dp = new int[n];//dp[i] means the maximum subarray ending with A[i];
            dp[0] = A[0];
            int max = dp[0];
            
            for(int i = 1; i < n; i++){
                dp[i] = A[i] + (dp[i - 1] > 0 ? dp[i - 1] : 0);
                max = Math.max(max, dp[i]);
            }
            
            return max;
    }
    

    本质上,dp[i]就相当于local。


    另外这题还有一种divide and conquer做法,挺复杂的先不讨论了。

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