(LeetCodeHot100)53. 最大子数组和——maximum-subarray

53. 最大子数组和——maximum-subarray

给你一个整数数组 nums ,请你找出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。

子数组是数组中的一个连续部分。

示例 1:

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输入:nums = [-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 。

示例 2:

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2
输入:nums = [1]
输出:1

示例 3:

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2
输入:nums = [5,4,-1,7,8]
输出:23

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105
  • -104 <= nums[i] <= 104

我的部分正确答案

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class Solution {
public int maxSubArray(int[] nums) {
// 定义当前和最大值和全局中和的最大值
int currSum;
int globSum = 0;

int left = 0;
int right;
while (left < nums.length) {
right = left;
currSum = nums[left];
while (right < nums.length) {
currSum += nums[right];
if (globSum < currSum) {
globSum = currSum;
}
if (currSum < 0) {
break;
}
right++;
}
left++;
}
return globSum;
}
}
  • 问题出在如果只有一个-1,我的代码无法满足需求

官方解答

方法一:动态规划

思路和算法

假设 nums 数组的长度是 n,下标从 0 到 n−1。

我们用 f(i) 代表以第 i 个数结尾的「连续子数组的最大和」,那么很显然我们要求的答案就是:

max0≤i≤n−1{f(i)}

因此我们只需要求出每个位置的 f(i),然后返回 f 数组中的最大值即可。那么我们如何求 f(i) 呢?我们可以考虑 nums[i] 单独成为一段还是加入 f(i−1) 对应的那一段,这取决于 nums[i] 和 f(i−1)+nums[i] 的大小,我们希望获得一个比较大的,于是可以写出这样的动态规划转移方程:

f(i)=max{f(i−1)+nums[i],nums[i]}

不难给出一个时间复杂度 O(n)、空间复杂度 O(n) 的实现,即用一个 f 数组来保存 f(i) 的值,用一个循环求出所有 f(i)。考虑到 f(i) 只和 f(i−1) 相关,于是我们可以只用一个变量 pre 来维护对于当前 f(i) 的 f(i−1) 的值是多少,从而让空间复杂度降低到 O(1),这有点类似「滚动数组」的思想。

代码

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class Solution {
public int maxSubArray(int[] nums) {
int pre = 0, maxAns = nums[0];
for (int x : nums) {
pre = Math.max(pre + x, x);
maxAns = Math.max(maxAns, pre);
}
return maxAns;
}
}

复杂度

  • 时间复杂度:O(n),其中 nnums 数组的长度。我们只需要遍历一遍数组即可求得答案。
  • 空间复杂度:O(1)。我们只需要常数空间存放若干变量。