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  • 动态规划之最大子序和(53)

    题目说明

    给定一个整数数组 nums ,找到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。

    示例:

    输入: [-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。
    

    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。

    题目链接:53. 最大子序和

    动态规划分析

    0. 如何识别使用动态规划解题

    题目求最大和,属于求最值、最优解的问题。

    1-2. 定义状态及状态转移方程

    按照常规的动态规划思路,一般是这样定义状态 dp[i] 的:

    dp[i] = nums[0...i] 中的「最大的子数组和」
    

    按照这个定义,无法由 dp[i] 推导 dp[i+1],因为题目求的最大和的子数组是连续的,而状态描述的是 nums[0...i] 中的「最大的子数组和」,因此要重新定义状态:

    dp[i] = 以 nums[i] 为结尾的「最大的子数组和」
    

    使用数学归纳法来找状态转移方程:假设已经算出 dp[i-1] ,如何推导出 dp[i] 呢?

    当子数组遇到数字 nums[i] 时,有两种选择:要么把 nums[i] 合并到子数组中;要么把 nums[i] 作为新的子数组;求这两种选择中的最大值,即为 dp[i] ,因此得到状态转移方程:

    dp[i] = max(dp[i-1] + nums[i], nums[i])
    

    3. 状态初始化

    • 当 nums 为空时,返回0。
    • 当 nums 只有一个元素时,返回 nums[0]

    即 dp[0] = nums[0]。

    4. 结果输出

    这里的结果输出不再是常规的 dp[n] 了,而是在遍历过程中找到最大值。

    5. 空间优化

    通过状态转移方程可知,dp[i] 只与前一个状态 dp[i-1] 有关,可以进行状态压缩,降低空间复杂度为 O(1) 。

    代码实现

    func maxSubArray(nums []int) int {
    	if len(nums) == 0 {
    		return 0
    	}
    	pre, m := nums[0], nums[0]
    	for i := 1; i < len(nums); i++ {
    		pre = max(pre+nums[i], nums[i])
    		if pre > m {
    			m = pre
    		}
    	}
    
    	return m
    }
    
    func max(x int, y int) int {
    	if x > y {
    		return x
    	}
    	return y
    }
    
    • 时间复杂度:O(n),遍历一次数组。
    • 空间复杂度:O(1)
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/liang24/p/13536330.html
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