LeetCode - 0053.最大子数组和

2022-04-25

题目

来源:0053.最大子数组和

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。

难度:简单

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

提示

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • -104 <= nums[i] <= 10^4

进阶:如果你已经实现复杂度为 O(n) 的解法,尝试使用更为精妙的 分治法 求解。

分析

我们从最简单的情况看起,对于只有一个元素的数组,其具有最大和的连续子数组就是这个元素构成的数组,最大和就是这个元素的值。

我们用 max 表示所求的最大和,用 sum 表示当前子数组的和。

对于有两个元素的数组,我们这样来看:

由第一个元素构成的子数组,最大和我们已经知道了(max = sum = nums[0]),就是这个元素的值;那么将第二个元素放入这个子数组中之后呢,要计算此时的最大和,就有两种情况。

如果第二个元素为正,显然当前子数组的和 sum + nums[1] > sum,若 sum > 0,则具有最大和的连续子数组为 [nums[0], nums[1]],最大和为 sum + nums[1]; 若 sum <= 0,则具有最大和的连续子数组为 [nums[1]],最大和为 max = nums[1];

如果第二个元素为负,当前子数组的和 sum + nums[i] < nums[1],那么具有最大和的子数组为 [nums[0]],最大和为 sum

综合这两种情况,我们可以看出,无论第二个元素为正或负,当前子数组的最大和为 sum = Math.max(sum + nums[1], nums[1]),所求的最大和为 max = Math.max(sum, max)

这是长度为 2 的数组的情况,扩展到长度为 n 的数组,他的前 2 个元素构成的子数组,我们可以通过上述方法得到结果;对于他的位置为 [0, i] 的元素构成的子数组,sum = Math.max(sum + nums[i], nums[i]), max = Math.max(sum ,max)

这种方法用了 动态规划 的思想,假设我们用 dp[i] 表示由位置 [0, i] 的元素构成的数组中,具有最大和的连续子数组,他的最大和。那么

sum = Math.max(sum + nums[i], nums[i]);
dp[i] = Math.max(sum, dp[i - 1]);

解答

由于我们求解的就是这个长度为 n 的数组所满足的 dp[n - 1],遍历完后返回 dp[n - 1] 的值即可,无需再创建一个长度为 ndp 数组。

public class Solution {
    public int maxSubArray(int[] nums) {
        int max = nums[0];
        int sum = 0;

        for (int num : nums) {
            sum = Math.max(sum + num, num);
            max = Math.max(max, sum);
        }

        return max;
    }
}

至于题目所说的 分治法,我看了一眼题解,感觉很复杂,代码也比较长,就没有去研究。

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