题目
类型:动态规划
解题思路
因为子数组一定是连续的,并不能保证 nums[0..i] 中的最大子数组与 nums[i+1] 是相邻的,也就没办法从 dp[i] 推导出 dp[i+1]。
依然使用数学归纳法来找状态转移关系:假设我们已经算出了 dp[i-1],如何推导出 dp[i] 呢?
可以做到,dp[i] 有两种「选择」,要么与前面的相邻子数组连接,形成一个和更大的子数组;要么不与前面的子数组连接,自成一派,自己作为一个子数组。
如何选择?既然要求「最大子数组和」,当然选择结果更大的那个啦:
// 要么自成一派,要么和前面的子数组合并
dp[i] = Math.max(nums[i], nums[i] + dp[i - 1]);
综上,我们已经写出了状态转移方程,就可以直接写出解法了:
int maxSubArray(int[] nums) {
int n = nums.length;
if (n == 0) return 0;
// 定义:dp[i] 记录以 nums[i] 为结尾的「最大子数组和」
int[] dp = new int[n];
// base case
// 第一个元素前面没有子数组
dp[0] = nums[0];
// 状态转移方程
for (int i = 1; i < n; i++) {
dp[i] = Math.max(nums[i], nums[i] + dp[i - 1]);
}
// 得到 nums 的最大子数组
int res = Integer.MIN_VALUE;
for (int i = 0; i < n; i++) {
res = Math.max(res, dp[i]);
}
return res;
}
以上解法时间复杂度是 O(N),空间复杂度也是 O(N),较暴力解法已经很优秀了,不过注意到 dp[i] 仅仅和 dp[i-1] 的状态有关,那么我们可以施展前文 动态规划的降维打击:空间压缩技巧 讲的技巧进行进一步优化,将空间复杂度降低:
int maxSubArray(int[] nums) {
int n = nums.length;
if (n == 0) return 0;
// base case
int dp_0 = nums[0];
int dp_1 = 0, res = dp_0;
for (int i = 1; i < n; i++) {
// dp[i] = max(nums[i], nums[i] + dp[i-1])
dp_1 = Math.max(nums[i], nums[i] + dp_0);
dp_0 = dp_1;
// 顺便计算最大的结果
res = Math.max(res, dp_1);
}
return res;
}
代码
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;
}
}