程序员面试题精选100题(01)-子数组的最大和[算法]

面试题 时间:2019-09-22 手机网站

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

分析:本题最初为 2005年浙江大学计算机系的考研题的最后一道程序设计题,在 2006年里包括 google在内的很多知名公司都把本题当作面试题。由于本题在网络中广为流传,本题也顺利成为 2006年程序员面试题中经典中的经典。

如果不考虑时间复杂度,我们可以枚举出所有子数组并求出他们的和。不过非常遗憾的是,由于长度为 n的数组有 O(n2 )个子数组;而且求一个长度为 n的数组的和的时间复杂度为 O(n)。因此这种思路的时间是 O(n3 )

很容易理解,当我们加上一个正数时,和会增加;当我们加上一个负数时,和会减少。如果当前得到的和是个负数,那么这个和在接下来的累加中应该抛弃并重新清零,不然的话这个负数将会减少接下来的和。基于这样的思路,我们可以写出如下代码。

参考代码:

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Find the greatest sum of all sub-arrays
// Return value: if the input is valid, return true, otherwise return false
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Cpp代码  收藏代码
  1. bool FindGreatestSumOfSubArray  
  2. (  
  3.       int *pData,           // an array  
  4.       unsigned int nLength, // the length of array  
  5.       int &nGreatestSum     // the greatest sum of all sub-arrays  
  6. )  
  7. {  
  8.       // if the input is invalid, return false  
  9.       if((pData == NULL) || (nLength == 0))  
  10.             return false;  
  11.   
  12.       int nCurSum = nGreatestSum = 0;  
  13.       for(unsigned int i = 0; i < nLength; ++i)  
  14.       {  
  15.             nCurSum += pData[i];  
  16.   
  17.             // if the current sum is negative, discard it  
  18.             if(nCurSum < 0)  
  19.                   nCurSum = 0;  
  20.   
  21.             // if a greater sum is found, update the greatest sum  
  22.             if(nCurSum > nGreatestSum)  
  23.                   nGreatestSum = nCurSum;  
  24.   
  25.       }  
  26.   
  27.    
  28.       // if all data are negative, find the greatest element in the array  
  29.       if(nGreatestSum == 0)  
  30.       {  
  31.             nGreatestSum = pData[0];  
  32.             for(unsigned int i = 1; i < nLength; ++i)  
  33.             {  
  34.                   if(pData[i] > nGreatestSum)  
  35.                         nGreatestSum = pData[i];  
  36.             }  
  37.       }  
  38.   
  39.       return true;  
  40. }   
 

 

 

讨论:上述代码中有两点值得和大家讨论一下:

·         函数的返回值不是子数组和的最大值,而是一个判断输入是否有效的标志。如果函数返回值的是子数组和的最大值,那么当输入一个空指针是应该返回什么呢?返回 0?那这个函数的用户怎么区分输入无效和子数组和的最大值刚好是 0这两中情况呢?基于这个考虑,本人认为把子数组和的最大值以引用的方式放到参数列表中,同时让函数返回一个函数是否正常执行的标志。

·         输入有一类特殊情况需要特殊处理。当输入数组中所有整数都是负数时,子数组和的最大值就是数组中的最大元素。

 

另解

 

Cpp代码  收藏代码
  1. int main()  
  2.   
  3. {  
  4.   
  5.    int A[10]={2,4,-9,4,8,7,-3,-7,3,6}  
  6.   
  7.    int sum;  
  8.   
  9.    sum=findBiggestSum(A,10);  
  10.   
  11.    cout<<sum;  
  12.   
  13. }  
  14.   
  15. int finBiggestSum(int *B,int K)  
  16.   
  17. {  
  18.   
  19.