最大子序和,又贪心又DP

从本题开始,序和心又贪心题目都比较难了!

 最大子序和

力扣题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/maximum-subarray

给定一个整数数组 nums ,又贪找到一个具有最大和的序和心又连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。又贪

示例: 输入: [-2,序和心又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。又贪

暴力解法

暴力解法的序和心又思路,第一层for 就是又贪设置起始位置,第二层for循环遍历数组寻找最大值

时间复杂度:O(n^2) 空间复杂度:O(1)

class Solution {  public:     int maxSubArray(vector<int>& nums) {          int result = INT32_MIN;         int count = 0;         for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {  // 设置起始位置             count = 0;             for (int j = i; j < nums.size(); j++) {  // 每次从起始位置i开始遍历寻找最大值                 count += nums[j];                 result = count > result ?序和心又 count : result;             }         }         return result;     } }; 

以上暴力的解法C++勉强可以过,其他语言就不确定了。又贪

贪心解法

贪心贪的序和心又是哪里呢?

如果 -2 1 在一起,计算起点的又贪时候,一定是序和心又从1开始计算,因为负数只会拉低总和,又贪这就是序和心又贪心贪的地方!

局部最优: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。

全局最优:选取最大“连续和”

局部最优的情况下,并记录最大的“连续和”,可以推出全局最优。高防服务器

从代码角度上来讲:遍历nums,从头开始用count累积,如果count一旦加上nums[i]变为负数,那么就应该从nums[i+1]开始从0累积count了,因为已经变为负数的count,只会拖累总和。

这相当于是暴力解法中的不断调整最大子序和区间的起始位置。

那有同学问了,区间终止位置不用调整么?如何才能得到最大“连续和”呢?

区间的终止位置,其实就是如果count取到最大值了,及时记录下来了。例如如下代码:

if (count > result) result = count; 

这样相当于是用result记录最大子序和区间和(变相的算是调整了终止位置)。

如动画所示:

最大子序和

红色的起始位置就是贪心每次取count为正数的时候,开始一个区间的统计。

那么不难写出如下C++代码(关键地方已经注释)

class Solution {  public:     int maxSubArray(vector<int>& nums) {          int result = INT32_MIN;         int count = 0;         for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {              count += nums[i];             if (count > result) {  // 取区间累计的最大值(相当于不断确定最大子序终止位置)                 result = count;             }             if (count <= 0) count = 0; // 相当于重置最大子序起始位置,因为遇到负数一定是拉低总和         }         return result;     } }; 

时间复杂度:O(n) 空间复杂度:O(1)

当然题目没有说如果数组为空,应该返回什么,所以数组为空的网站模板话返回啥都可以了。

不少同学认为 如果输入用例都是-1,或者 都是负数,这个贪心算法跑出来的结果是0, 这是又一次证明脑洞模拟不靠谱的经典案例,建议大家把代码运行一下试一试,就知道了,也会理解 为什么 result 要初始化为最小负数了。

动态规划

当然本题还可以用动态规划来做,当前「代码随想录」主要讲解贪心系列,后续到动态规划系列的时候会详细讲解本题的dp方法。

那么先给出我的dp代码如下,有时间的录友可以提前做一做:

class Solution {  public:     int maxSubArray(vector<int>& nums) {          if (nums.size() == 0) return 0;         vector<int> dp(nums.size(), 0); // dp[i]表示包括i之前的最大连续子序列和         dp[0] = nums[0];         int result = dp[0];         for (int i = 1; i < nums.size(); i++) {              dp[i] = max(dp[i - 1] + nums[i], nums[i]); // 状态转移公式             if (dp[i] > result) result = dp[i]; // result 保存dp[i]的最大值         }         return result;     } }; 

时间复杂度:O(n) 空间复杂度:O(n)

总结

本题的贪心思路其实并不好想,这也进一步验证了,别看贪心理论很直白,有时候看似是常识,但贪心的题目一点都不简单!

后续将介绍的贪心题目都挺难的云服务器,哈哈,所以贪心很有意思,别小看贪心!

其他语言版本

Java

class Solution {      public int maxSubArray(int[] nums) {          if (nums.length == 1){              return nums[0];         }         int sum = Integer.MIN_VALUE;         int count = 0;         for (int i = 0; i < nums.length; i++){              count += nums[i];             sum = Math.max(sum, count); // 取区间累计的最大值(相当于不断确定最大子序终止位置)             if (count <= 0){                  count = 0; // 相当于重置最大子序起始位置,因为遇到负数一定是拉低总和             }         }        return sum;     } }  // DP 方法 class Solution {      public int maxSubArray(int[] nums) {          int ans = Integer.MIN_VALUE;         int[] dp = new int[nums.length];         dp[0] = nums[0];         ans = dp[0];         for (int i = 1; i < nums.length; i++){              dp[i] = Math.max(dp[i-1] + nums[i], nums[i]);             ans = Math.max(dp[i], ans);         }         return ans;     } } 

Python

class Solution:     def maxSubArray(self, nums: List[int]) -> int:         result = -float(inf)         count = 0         for i in range(len(nums)):             count += nums[i]             if count > result:                 result = count             if count <= 0:                 count = 0         return result 

Go

func maxSubArray(nums []int) int {      maxSum := nums[0]     for i := 1; i < len(nums); i++ {          if nums[i] + nums[i-1] > nums[i] {              nums[i] += nums[i-1]         }         if nums[i] > maxSum {              maxSum = nums[i]         }     }     return maxSum } 
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