面试题31 连续子数组的最大和

来源：互联网发布：dt990和dt990pro 知乎编辑：程序博客网时间：2024/04/29 21:35

题目：

输入一个整型数组，数据元素有正数也有负数，求元素组合成连续子数组之和最大的子数组，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，最大和的连续子数组为3, 10, -4, 7, 2，其最大和为18。

背景：

本题最初为2005年浙江大学计算机系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。

分析：

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（即：n + n-1 + ... + 1=n(n+1)/2）；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。

[cpp] view plaincopyprint?
void MaxSum(int array[], unsigned int len)  
{  
    if(NULL == array || len <=0){  
        return;  
    }  
  
    int curSum = 0, maxSum = 0;  
    int i = 0;  
    for(i=0; i<len; i++){  
        curSum += array[i];     // 累加  
  
        if(curSum < 0){          // 当前和小于0，重置为0  
            curSum = 0;  
        }  
  
        if(curSum > maxSum){ // 当前和大于最大和，则重置最大和  
            maxSum = curSum;   
        }  
    }  
  
    if(maxSum == 0){            // 最大和依然为0，说明数组中所有元素都为负值  
        maxSum = array[0];  
        for(i=1; i<len; i++){  
            if(array[i] > maxSum){  
                maxSum = array[i];  
            }  
        }  
    }  
  
    printf("maxSum: %d", maxSum);  
}  

测试数组：

[cpp] view plaincopyprint?
int array[] = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5};     // 3, 10, -4, 7, 2 = 18  

运行结果：

代码改进：

有时，需要输出最大和的子数组及其开始、结束下标，代码如下：

[cpp] view plaincopyprint?
void MaxSum(int array[], unsigned int len)  
{  
    if(NULL == array || len <=0){  
        return;  
    }  
  
    int curSum = 0, maxSum = 0;  
    int index_start = 0, index_end = 0;     // 初始化子数组最大和下标  
    int i = 0;  
    for(i=0; i<len; i++){  
        curSum += array[i];     // 累加  
  
        if(curSum < 0){          // 当前和小于0，重置为0  
            curSum = 0;  
            index_start = i+1;      // 调整子数组最大和的开始下标  
        }  
  
        if(curSum > maxSum){     // 当前和大于最大和，则重置最大和  
            maxSum = curSum;   
            index_end = i;          // 调整子数组最大和的结束下标  
        }  
    }  
  
    if(maxSum == 0){            // 最大和依然为0，说明数组中所有元素都为负值  
        maxSum = array[0];  
        index_start = index_end = 0;                // 初始化子数组最大和下标  
        for(i=1; i<len; i++){  
            if(array[i] > maxSum){  
                maxSum = array[i];  
                index_start = index_end = i;        // 调整子数组最大和下标  
            }  
        }  
    }  
  
    // 输出最大和的子数组及其开始、结束下标  
    printf("index_start: %d\nindex_end: %d\n", index_start, index_end);  
    for(i=index_start; i<=index_end; i++){  
        printf("%d\t", array[i]);  
    }  
  
    printf("\n\nmaxSum: %d", maxSum);  
}  

测试数组：

[cpp] view plaincopyprint?
int array[] = {1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5};     // 3, 10, -4, 7, 2 = 18  

运行结果：

源码

参考推荐：

子数组的最大和[算法]

微软、Google等面试题

0 0