算法01-最大子数组详解

最大子数组

思想:分治策略

参考书籍: 算法导论
与书籍上相比改进点:在leftsum的起始值默认包含mid 的情况下,不让right包含第一个不匹配值,解决返回造成和原理论不符合的做法,虽然在每层几个递归返回的时候比较大小可以规避这个问题,但是确实存在

注: 这里称 mid 为确认点,因为mid 不一定为中点,只是为了变成方便和效率问题。但是中点更优秀,无奈我习惯了称确认点

分治算法思想

  • 分解
  • 解决
  • 合并

此算法的模型如下:
分治
分解
最大子数组无非三种情况:过中间一确认点、或不过这一确认点(即在三点切分的两部分)
求解
当n =1 的时候 return 自己即(curIndex,curIndex,selfValue)。
当n != 1的时候,就分别递归分解成小问题,直到触底(也就是不可再分割),并在每一逻辑层做判断返回该逻辑层的最优解。具体看代码 我写了详细注释的
合并
在每层逻辑层返回给上一层的过程中,在逻辑判断下即最后的解为目的逻辑的解,即原命题最大子数组的解

  • 代码如下:
//用来保存子数组下表范围,子数组和的结构体
struct rtRAndV {
	int left;
	int right;
	int value;
};

//过mid下标的最大子数组求解
rtRAndV findCrossing(int *Arr, int left, int mid, int right)
{
	rtRAndV rt;
    //注: 这里0x80000000是设置的最大负数,因为mid下标所在的位置是确定有的(不然这个求解过mid的最大数组无意义了),而mid默认包含在left部分(Arr[mid]就无论如何也能计入)。而rightsum 初始化为0,防止把无用的第一个元素带入(这里和原著不同)
	int leftsum = 0x80000000, rightsum = 0, s = 0, leftmax = mid, rightmax = mid;
	for (int i = mid; i >= left; i--)
	{
		s = s + Arr[i];
		if (s > leftsum)//第一次比较的时候就把mid 下表的数组元素给了leftsum
		{
			leftsum = s;
			leftmax = i;
		}
	}
	s = 0;
	for (int i = mid + 1; i <= right; i++)
	{
		s = s + Arr[i];
		if (s > rightsum)
		{
			rightsum = s;
			rightmax = i;
		}
	}
	//这儿直接返回 找到的范围,其实该优化一下观察是否有相同的元素的。
	rt.left = leftmax;
	rt.right = rightmax;
	rt.value = leftsum + rightsum;
	return rt;
}

//最大子数组分治 算法 递归
rtRAndV FindSubMaxArr(T *Arr, int left, int right)
{
	int mid = (right + left) / 2;
	if (left == right)
	{
		rtRAndV rt = { left,left,Arr[left] };
		return rt;
	}
	//后面这三个递归调用 的顺序无所谓,互不影响
	//这个递归是调用求解右边的最大子数组的
	rtRAndV rightsum = FindSubMaxArr(Arr, mid + 1, right);
	//递归求解左边的最大子数组
	rtRAndV leftsum = FindSubMaxArr(Arr, left, mid);
	//过确认点mid 的最大子数组
	rtRAndV cross = findCrossing(Arr, left, mid, right);
	//这里返回值的逻辑判断的顺序要留意下。如果处理不恰当,你得到的结果可能不是最优的,这就是前面的函数返回的是范围,不是元素
	//比如Arr = {5,1,-1,2,-2,-4,-2,-3} 你得到的结果是 {0,4,5},即中间无用的和值为0的子数组也添加进去了
	//比如如下逻辑:优先选择cross造成的后果
	//if (cross.value >= leftsum.value&&cross.value >= rightsum.value)
		//return cross;
	//else if (rightsum.value >= cross.value && rightsum.value >= leftsum.value)return rightsum;
	//else return leftsum;
	//
	if (leftsum.value >= cross.value&&leftsum.value >= rightsum.value)
		return leftsum;
	else if (rightsum.value >= cross.value && rightsum.value >= leftsum.value)return rightsum;
	else return cross;

}

原文地址:https://www.cnblogs.com/leibso-cy/p/Max_SubArray.html