分治算法

1、最大子序和 -53


题目

本来在力扣中找的是分治分类的题目,但是看了下面的进阶,就先尝试用循环的方式解一下,很明显O(n)的复杂度就是遍历一次数组。我的思路是数组从头遍历,第一个正数的地方开始加,后面的负数直接加上,如果到达下一个正数就判断前面的和,为正的话继续加和,为负就是隔开了,重新开始加和。还有就是在每个正数那里的和sum跟最大值比较一下,比max大的话,直接替换max。但是我忽略了序列中都是负数的情况,这样的话就是从中选一个最大的负数,所以我把max初始化为第一个元素。


提交结果
class Solution {
    public int maxSubArray(int[] nums) {
        int max = nums[0];
        int sum = 0;
        for(int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if(nums[i] > 0) {
                if(sum <= 0) {
                    sum = nums[i];

                } else {
                    sum += nums[i];
                }
                if(sum > max) {
                    max = sum;
                }

            } else {
                if(nums[i] > max) {
                    max = nums[i];
                }
                sum += nums[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

既然是分治的题目,当然还能用递归来代替循环:一般使用分治算法思想来解决问题的时候,都是使用二叉树,将原问题拆分为两个子问题,直到只剩下一个元素没得选择,编程的时候难就难在如何将子问题进行合并。
这道题中分为三种情况:一是问题的最优解在左子区间,二是在右子区间,三是横跨左右区间。所以分治的时候往左右区间传递,合并的时候,要计算出整个区间的最优解,需要从中间向左右两边计算最大值加和。


提交结果
class Solution {

    public int maxSubArray(int[] nums) {
        return maxSubArrayHelper(nums, 0, nums.length - 1);
    }
    
    private static int maxSubArrayHelper(int[] nums, int low, int high) {
        if(low == high) {
            return nums[low];
        }
        int mid = low + (high - low) / 2;
        int left = maxSubArrayHelper(nums, low, mid);
        int right = maxSubArrayHelper(nums, mid + 1, high);
        int cross = getCross(nums, low, high);
        int result = Math.max(left, right);
        result = Math.max(result, cross);
        return result;
    }
    
    private static int getCross(int[] nums, int low, int high) {
        int mid = low + (high - low) / 2;
        int left = Integer.MIN_VALUE;
        int sum = 0;
        for(int i = mid; i >= low; i--) {
            sum += nums[i];
            left = Math.max(sum, left);
        }
        int right = Integer.MIN_VALUE;
        sum = 0;
        for(int i = mid + 1; i <= high; i++) {
            sum += nums[i];
            right = Math.max(sum, right);
        }
        
        return (left + right);
    }
}
  • 时间复杂度:


    O(NlogN)
  • 空间复杂度:二叉树递归使用到栈,所以是O(logN)。
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