结对项目——最大联通子数组

返回整数数组的最大联通子数组

一、程序要求

      1、输入一个二维整形数组，数组中有正数也有负数。

　　2、求所有子数组的和的最大值，要求时间复杂度为O(n)。

　　3、程序要使用的数组放在一个叫input.txt的文件中，文件格式是：

　　　　数组的行数，                                                                                                    

　　　　数组的列数，                                                                    

　　　　每一行的元素，（用逗号分开）                                                            

　　　　

　　4、每一个数字都是有符号32位整数，当然，行数和列数都是正整数。

二、程序设计思想

    将二维矩阵转换成图的形式，即相邻两个数之间是联通的，记长度为1；根据图的遍历，将整个图从每个点都开始遍历一遍，便利时，当和小于0时断开两点间的路，当和大于最大和时最大和更新，这样，取以每个点为起点遍历的和的最大值即时最大联通子数组的和。遍历时，选取已遍历的联通子数组周围最大值遍历。

三、源程序

//李俏、张莹荧，2016.4.2
//求整数数组的最大子数组的和

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<ctime>
using namespace std;
#define N 100

typedef struct
{
    int dian[N];
    int xian[N][N];
    int diannum;//数组中元素个数
}Tu;//图

void set(Tu &shuzu,int x,int y)
{  
    int i,j;
    fstream infile("input.txt",ios::in); //打开指定文件     
    if(!infile)     
    {       
        cout<<"open error!"<<endl;        
        exit(1);      
    } 
    infile>>x>>y;    //从文件中读取数组行数和列数
    shuzu.diannum=x*y;
    for(i=1;i<=shuzu.diannum;i++)//从文件中读取数组元素
    {
        infile>>shuzu.dian[i];
    }
    infile.close();

    for(i=1;i<=shuzu.diannum;i+=y)
    {
        for(j=i;j<=i+y-2;j++)
        {
            shuzu.xian[j][j+1]=1;
            shuzu.xian[j+1][j]=1;
        }
    }
    for(i=1+y;i<shuzu.diannum;i+=y)
    {
        for(j=i;j<=i+x-1;j++)
        {
            shuzu.xian[j][j-y]=1;
            shuzu.xian[j-y][j]=1;
        }
    }//将一维数组转换成二维图的形式
}

void output(Tu shuzu)//以图的形式输出数组
{
    for(int i=1;i<=shuzu.diannum;i++)
    {
        cout<<shuzu.dian[i];
        if(shuzu.xian[i][i+1]==1)
            cout<<"    ";
        else 
            cout<<endl;
    }
}

void bianli(Tu &shuzu,int v,int visit[],int &b,int &max,int x)//遍历图
{
    visit[v]=1;

    max+=shuzu.dian[v];
    if(max>=b)
        b=max;

    int a=0,bo=0;
    for(int w=1;w<=shuzu.diannum;w++)
    {
        for(int c=1;c<=shuzu.diannum;c++)
        {
            if((visit[w]==0)&&(shuzu.xian[c][w]==1)&&(visit[c]==1))
            {
                a=w;
                bo=1;
                break;
            }
        }
        if(bo==1)
        {
            break;
        }
    }
    for(int w=1;w<=shuzu.diannum;w++)
    {
        for(int c=1;c<=shuzu.diannum;c++)
        {
            if((visit[w]==0)&&(shuzu.xian[c][w]==1)&&(visit[c]==1))
            {
                if(shuzu.dian[a]<shuzu.dian[w])
                {
                    a=w;
                }
            }
        }
    }
    if(b+shuzu.dian[a]<0)
    {
        shuzu.xian[v][a]=0;
    }
    else
    {
        bianli(shuzu,a,visit,b,max,x);
    }
}

int NoVisit(int visit[],Tu shuzu)
{
    int k=0,i;
    for(i=1;i<=shuzu.diannum;i++)
    {
        if(visit[i]==0)
        {    
            k=i;
            break;
        }
    }
    return k;
}//判断图中没有visit的项

int main()
{ 
    Tu shuzu;
    int x,y;
    int i;

    fstream infile("input.txt",ios::in); //打开指定文件     
    if(!infile)     
    {       
        cout<<"open error!"<<endl;        
        exit(1);      
    } 
    infile>>x>>y;    //从文件中读取数组行数和列数
    for(i=1;i<=x*y;i++)
    {
        infile>>shuzu.dian[i];
    }
    infile.close();
    set(shuzu,x,y);
    cout<<"数组为："<<endl;
    output(shuzu);

    int v=1,b[N]={0},h=0;

    for(i=1;i<=shuzu.diannum;i++)
    {
        if(shuzu.dian[i]<0)
        {
            b[i]=shuzu.dian[i];
        }
        else
        {
            int visit[N]={0};
            int max=0;
            bianli(shuzu,i,visit,b[i],max,x);
        }
    }

    int max=b[1];
    for(int i=2;i<=shuzu.diannum;i++)
    {
        if(b[i]>max)
            max=b[i];
    }
    cout<<"最大联通子数组的和为："<<max<<endl;
    
    return 0;
}

 四、结果截图

五、心得体会

    刚开始，没有思路。老师上课时给了一个思路，但是由于自己的能力不足，未能实现。说到联通就想到了图的知识，经过翻书和查资料要把数组转化为图，再求。实现起来很是吃力，通过同学的帮助，得到了上面程序。通过本次实验，我认识到自己的能力严重不足，要加强练习，努力提高。

六、时间记录表：

学生：   李 俏                         日期 ：2016年4月6日 

教师：   王建民                        课程 ：软件工程      

日期	开始时间	结束时间	中断时间	净时间	活动	备注
3.31	16:30	17:00	无	30	编写程序	作业
4.1	14:10	15:50	30	60	编写程序	作业
4.4	15：30	18：20	20	180	编写程序	作业
4.5	14:20	15:30	10	60	编写程序	作业
4.6	12：30	13：30	无	60	编写程序	作业

 

 

 

 

七、缺陷记录日志：

学生        李俏,张莹荧    

日期       2016年4月6日   

教员          王建民       

程序号     4   

日期	编号	类型	引入阶段	排除阶段	修复时间	修复缺陷
4.4	1	数组	设计	编译	15min
	描述：数组长度不合适，导致元素缺失
4.6	2	文件	设计	编译	30min
	描述：没有考虑好，把问题想复杂了，不能有效地从文件中读出数据

八、工作照片

小伙伴：张莹荧（http://www.cnblogs.com/zhyying/）