算法(数组)----环形子数组的最大和
给定一个由整数数组 A 表示的环形数组 C,求 C 的非空子数组的最大可能和。
在此处,环形数组意味着数组的末端将会与开头相连呈环状。(形式上,当0 <= i < A.length 时 C[i] = A[i],而当 i >= 0 时 C[i+A.length] = C[i])
此外,子数组最多只能包含固定缓冲区 A 中的每个元素一次。(形式上,对于子数组 C[i], C[i+1], …, C[j],不存在 i <= k1, k2 <= j 其中 k1 % A.length = k2 % A.length)
简单说就是: 数组看作是一个环形的,环上的任何连续子串都是子数组。例如数组的最后一个元素和第一个元素就可以组成一个子数组。 示例1: 输入:[1,-2,3,-2] 输出:3 解释:从子数组 [3] 得到最大和 3 示例 2: 输入:[5,-3,5] 输出:10 解释:从子数组 [5,5] 得到最大和 5 + 5 = 10 示例 3: 输入:[3,-1,2,-1] 输出:4 解释:从子数组 [2,-1,3] 得到最大和 2 + (-1) + 3 = 4 示例 4: 输入:[3,-2,2,-3] 输出:3 解释:从子数组 [3] 和 [3,-2,2] 都可以得到最大和 3 示例 5: 输入:[-2,-3,-1] 输出:-1 解释:从子数组 [-1] 得到最大和 -1 提示: -30000 <= A[i] <= 30000 1 <= A.length <= 30000
在做本题之前,需要了解两个算法: 1.最大子数组和 2.最小子数组和 知道上面两个算法,这题就很简单了
思路: 有环的最大子数组可以转换成3种情况: 1.如果数组全是正数,那么最大和就是数组所有元素的和 sum 2.如果数组有正有负,首先考虑没有环时,我们可以求出最大子树组和 max,有环时,想要子数组和最大,我们需要从数组中删除一段负数,这样剩余的数组和才能更大。想要剩余的子数组和最大,那么删掉的那一段负数就应该最小,也就是最小子数组和min 3.所以如果min是负数,最终我们只需要比较 max 和sum-min的值谁大就可以了,如果min是正数,那么最大值一定是sum,如果sum==min则说明最小子数组是数组本身,这个时候应该是max最大。
代码:
public static int maxSubarraySumCircular(int[] A) { int sum=0; //求出所有元素之和 for (int i = 0; i < A.length; i++) { sum+=A[i]; } //有环的子数组最大和相当三种情况:1.不考虑环时子数组最大和 2.所有元素和除去子数组最小和的值3.所有元素和 int max=maxSubarraySum(A); int min=minSubarraySum(A); System.out.println("max="+max); System.out.println("min="+min); System.out.println("sum="+sum); //最小子数组和与sum相等代表最小子数组就是数组本身,所以此时返回最大子数组和 if(sum==min){ return max; }else { return min>0?sum:Math.max(max, sum-min); } } //求出不考虑环时的子序列最大和 public static int maxSubarraySum(int[] A){ int max=Integer.MIN_VALUE; int sum=0; for (int i = 0; i < A.length; i++) { max=Math.max(max, sum+A[i]); if(sum+A[i]>0){ sum+=A[i]; }else { sum=0; } } return max; } //求出不考虑环时的子序列最小和 public static int minSubarraySum(int[] A){ int min=Integer.MAX_VALUE; int sum=0; for (int i = 0; i < A.length; i++) { min=Math.min(min, sum+A[i]); if(sum+A[i]<0){ sum+=A[i]; }else { sum=0; } } return min; }
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