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  • 求数组最大子数组

       题目:输入一个整形数组,数组里有正数也有负数。数组中连续的一个或多个整数组成一个子数组,每个子数组都有一个和。求所有子数组的和的最大值。要求时间复杂度为O(n)   例如输入的数组为1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5,和最大的子数组为3, 10, -4, 7, 2,因此输出为该子数组的和18。

    Solution1:时间复杂度为O(n)

          思想:1)假设数组至少含有一个正数。对数组遍历。初始化low=high=0,preSum=max=0;
                            如果当前的和preSum为负数,preSum应该重置为0,标记low=high=i+1;
                            如果当前的和preSum>max,则max=preSum,且high=i
                     2)倘若max==0,说明数组全是负,则寻找最大元素data[i]即可,且low=high=i;
                     3)返回low,high,max
                     4)数组最多线性遍历2遍,故时间复杂度为O(n)
    void find(int data[],int length,int&low,int&high,int&max){
    
    	int preSum=0;
    	max=low=high=0;
    	for(int i=0;i<length;i++){
    		preSum+=data[i];
    		if(preSum<0){//当前和为负数,清空
    			preSum=0;
    			low=high=i+1;
    		}
    		else if(preSum>max){//当前和大于最大和,交换并记录结束位置
    			max=preSum;
    			high=i;
    		}
    	}
    
    	if(max==0){//全是负数,寻找最大负数即可
    		max=data[0];
    		for(int i=1;i<length;i++ ){
    			if(max<data[i]){
    			    max=data[i];
    			    low=high=i;
    			}
    		}
    	}
    }



    Solution2:时间复杂度为O(nlogn)


                 思想使用了分块和递归法。假设当前需要寻找的最大子数组的索引段为[low,high]。取中间位置mid,那么最大子数组存在可能性有3种情况,第1种是位于[low mid-1]中:第2种是位于[mid+1 high]中;第3种必须包含mid,即以mid为基础,向两边延伸,这需要线性时间查找。对于1、2种情况,递归即可。
                 比较3种情况最大的,即为结果。

    struct r{
         int low,high;
         int sum;
    	 r(int l,int h,int s=0):low(l),high(h),sum(s){}
     };
     
     r find(int data[],int n,int low,int high){
     
          if(low==high)
    	      return r(low,high,data[low]);
          else if(high==low+1){
    	     r left(low,low,data[low]);
    	     r right(high,high,data[high]);
    	     r middle(low,high,data[low]+data[high]);
    	     r temp=left.sum>right.sum? left:right;
    	     return temp.sum>middle.sum?temp:middle;
    	   }
          else{
    	    int mid=(low+high)/2;
                r left=find(data,n,low,mid-1);
    	    r righ=find(data,n,mid+1,high);
    	    r temp=left.sum>righ.sum? left:righ;
    			
    	    int maxLeft,maxRight,sum;
    	    int p1=mid;
                maxLeft=data[mid];
    	    sum=data[mid];
    	    for(int i=mid-1;i>=low;i--){
    		sum+=data[i];
    	        if(sum>maxLeft){
    		   p1=i;
    	          maxLeft=sum;
    	        }
    	   }
    
    	    int p2=mid;
                maxRight=0;
    	    sum=0;
    	    for(int i=mid+1;i<=high;i++){
    		sum+=data[i];
    		if(sum>maxRight){
    		   p2=i;
    		   maxRight=sum;
    		}
    	    }
    
    	     r middle(p1,p2,maxLeft+maxRight);
    	     return temp.sum>middle.sum?temp:middle;
    	   }
     }
    


    Solution3:时间复杂度为O(n.^2)

         思想设当前索引[0 i]数据段(i<=lenght-1)具有最大Max的子数组的低高索引分别为 low,high,对应的累加值为MAX。则,寻找索引[0 i+1]这段区间的最大子数组的时候,有以下两种情况:
         1.仍旧为low-high
         2.为flag---i+1,其中0<=flag<=i+1。
       
            那么对第2中情况从后往前累加,找出最大的累加值max和记录对应的位置flag,比较max与MAX,若大则更新MAX=max,low=flag,high=i+1。

    SubArray FindMaxSubArray(int data[],int length)//非递归法计算最大子数组  
    {  
        int max=data[0];  
        int low=0,high=0;//初始化  
        for(int i=1;i<length;i++)  
            {int present_sum=data[i],present_max=data[i];  
             int label=i;  
              for(int j=i-1;j>-1;j--)  
                  {present_sum+=data[j];  
                   if(present_max<present_sum)  
                      {present_max=present_sum;label=j;}}  
              if(present_max>max)  
                   {max=present_max;low=label;high=i;}    
             }  
        SubArray maxarray={low,high,max};  
        return max
    }





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