求一个数组中最大的子数组之和以及起终点(Java实现)

  • 在LeetCode上做的一道题目,想了很久没有想出比较简便的方法,借鉴了网上的方法之后做了然后做个总结。

题目描述:

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.
简单而言就是找出一个正负数都有的数组中最大的子数组之和。

分析解答:

  1. 看到这个题,首先想到的一个最简单但是时间复杂度最高的方法就是,把这个数组的所有子数组的和都求出来,一个一个比较,取最大值。
    假设数组的长度为n,那么以它的每个元素的下标i(i从0开始)为子数组起点,都有n-i个子数组,所以所有的子数组个数是
    n+n-1+n-2+n-3+…+4+3+2+1
    =(n+1)+(n-1+2)+(n-2+3)+...
    =(n/2)(n+1)
    所以时间复杂度为O(n²);
  2. 动态规划(复杂度为O(n))。对于数组中第i个元素来说,设curSum为nums[i]之前的累加和最大值,如果这个最大值<0,那么加上nums[i]之后必然会使累加和变小。即curSum+nums[i]<nums[i],所以此时应该丢掉之前的累加和,从nums[i]重新开始累加。反之,curSum+nums[i]>nums[i],必定会使和变大(即便nums[i]为负数)。这样,每循环一个元素,都能保证去掉拖后腿的累加和。只要不拖后腿,能多加一个正数,肯定是有利于累加和的增大。从这些累加中比较出值大的累加和即可。
public static int maxSubArray(int[] nums){
        int curSum = nums[0];//curSum为nums[i]之前的累加和最大值
        int maxSum = nums[0];//最大累加和
        int curBegin = 0;//当前累加和起点
        int maxBegin = 0;//最大累加和起点
        int maxEnd = 0;//最大累加和终点
        for(int i=1;i<nums.length;i++){
            if(curSum>0){
                //如果之前的累加和>0,加上nums[i]元素
                curSum += nums[i];
            }else{
                //否则,以nums[i]为起点重新开始
                curSum = nums[i];
                curBegin = i;
            }
            //如果当前累加和>记录的累加和,赋值。并将当前累加和的起终点记录下来
            if(curSum > maxSum){
                maxSum = curSum;
                maxBegin = curBegin;
                maxEnd = i;
            }
        }
        System.out.println("起点:"+maxBegin+",终点:"+maxEnd);
        return maxSum;
    }
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