leetCode 53.最大子数和 图解 + 贪心算法/动态规划+优化

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leetCode 53.最大子数和 图解 + 贪心算法/动态规划+优化

2024-07-12 03:28| 来源: 网络整理| 查看: 265

53. 最大子数组和 - 力扣(LeetCode)

给你一个整数数组 nums ,请你找出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。子数组 是数组中的一个连续部分。

示例 1:

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

示例 2:

输入:nums = [1] 输出:1

示例 3:

输入:nums = [5,4,-1,7,8] 输出:23

>>思路和分析 

一、贪心解法 贪心贪在哪里(=@__@=)?

我们看示例1,若-2 和 1在一起累加,计算起点一定从1开始,因为负数只会拉低总和,这就是贪心贪的地方!

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

不断调整最大子序和区间的起始位置,区间终止位置是不用调整的,因为区间的终止位置,在count取得最大值了,及时记录下来了。这相当于是用result记录最大子序和区间和(变相的算是调整了终止位置) 

if (count > result) result = count;

C++代码:

class Solution { public: int maxSubArray(vector& 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 nums[4]的,表示可以保持让 i = 3为起点

i = 5,count = dp[4] + 2 = 5,dp[5] = max(5,2);所以dp[5] = 5.发现count > nums[5]的,表示可以保持让 i = 3为起点

i = 6,count = dp[5] + 1 = 6,dp[6] = max(6,1);所以dp[6] = 6.发现count > nums[6]的,表示可以保持让 i = 3为起点

i = 7,count = dp[6] + (-5) = 1,dp[7] = max(1,-5);所以dp[7]=1.发现count > nums[7]的,表示可以保持让 i = 3为起点

i = 8,count = dp[7] + 4 = 5,dp[8] = max(5,4);所以dp[8] = 5.发现count > nums[8]的,表示可以保持让 i = 3为起点 

① count = dp[i-1] + nums[i]; ② dp[i] = max(count,nums[i]); ↓ ↓ ↓ ↓ ③ dp[i] = max(dp[i-1] + nums[i],dp[i]);

>>动规五部曲

 1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义

dp[i]:包括下标 i (以nums[i]为结尾)的最大连续子序列和为dp[i]

2.确定递推公式

第一种情况,在遍历nums[i]时,延续着前面连续子序列的和(dp[i-1]), 即:dp[i-1] + nums[i];第二种情况,在遍历nums[i]时,不延续前面连续子序列的和(dp[i-1]),从头开始计算, 即:nums[i];

最后,我们取这两种情况的最大值,dp[i] = max(dp[i-1]+nums[i],nums[i]);

3.数组初始化

从递推公式可看出dp[i]依赖于dp[i-1]的状态,dp[0]就是递推公式的基础dp[0] = nums[0]

4.确定遍历顺序

从递推公式可看出dp[i]依赖于dp[i-1]的状态,故需从前往后遍历

5.举例推导dp数组

class Solution { public: int maxSubArray(vector& nums) { if (nums.size() == 0) return 0; vector 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)

>>优化空间复杂度

class Solution { public: // 动态规划 + 优化空间复杂度 int maxSubArray(vector& nums) { if(nums.size() == 0) return 0; int pre = nums[0]; int result = nums[0]; for(int i=1; i result) result = pre; } return result; } }; 时间复杂度:O(n)空间复杂度:O(1)

参考和推荐文章、视频

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来自代码随想录的课堂截图:

 



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