2021-5-13 剑指 Offer 42. 连续子数组的最大和(优化空间的动态规划)
注:
此动态规划题目可以将空间复杂度优化到O(1)。
题目:
输入一个整型数组,数组中的一个或连续多个整数组成一个子数组。求所有子数组的和的最大值。
要求时间复杂度为O(n)。
示例1:
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。
提示:
1 <= arr.length <= 10^5
-100 <= arr[i] <= 100
题解:
动态规划解析
状态定义: 设动态规划列表 dp ,dp[i] 代表以元素 nums[i] 为结尾的连续子数组最大和。
转移方程: 若 dp[i−1]≤0 ,说明dp[i−1] 对 dp[i] 产生负贡献,即 dp[i-1] + nums[i] 还不如 nums[i] 本身大。
当 dp[i - 1] > 0时:执行 dp[i] = dp[i-1] + nums[i];
当 dp[i−1]≤0 时:执行 dp[i] = nums[i] ;
初始状态: dp[0] = nums[0],即以 nums[0] 结尾的连续子数组最大和为 nums[0]。
返回值: 返回 dp 列表中的最大值,代表全局最大值。

空间复杂度降低
1、修改原数组
由于 dp[i] 只与 dp[i−1] 和nums[i] 有关系,因此可以将原数组 nums用作 dp 列表,即直接在 nums 上修改即可。
由于省去 dp 列表使用的额外空间,因此空间复杂度从 O(N) 降至 O(1) 。
2、不修改原数组
有的时候,题目要求可能不能修改原有数组,考虑到在dp列表中,dp[i]只和dp[i-1]有关,所以用两个参数存储循环过程中的dp[i]和dp[i-1]的值即可,空间复杂度也为O(1)。
复杂度分析:
时间复杂度 O(N) : 线性遍历数组 nums 即可获得结果,使用 O(N)O(N) 时间。
空间复杂度 O(1) : 使用常数大小的额外空间。
//空间复杂度优化前
class Solution {
public:
int maxSubArray(vector<int>& nums) {
vector<int> dp(nums.size());
dp[0]=nums[0];
int maxsum=dp[0];
for(int i=1;i<nums.size();++i){
dp[i]=max(nums[i],dp[i-1]+nums[i]);
maxsum=max(dp[i],maxsum);
}
return maxsum;
}
};
//空间复杂度优化后
class Solution {
public:
int maxSubArray(vector<int>& nums) {
int pre=0;//用于记录dp[i-1]的值,对于dp[0]而言,其前面的dp[-1]=0
int cur=nums[0];//用于记录dp[i]的值
int maxsum=cur;
for(int i=0;i<nums.size();++i){
if(pre>0){
cur=pre+nums[i];
}
else{
cur=nums[i];
}
if(cur>maxsum){
maxsum=cur;
}
pre=cur;
}
return maxsum;
}
};
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