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分治算法——最大子数组
表示很久没有接触算法了,好多东西真心要一点点拾掇起来,为了找份好工作,我也是蛮拼的了。
好吧,下来说说分治算法,因为在leetcode上刚好碰到这么个问题,想到要用分治做,但是一时又不清楚具体步骤。于是抱起《算法导论》啃起来。刚好上面的例子也是这个算法,就研读了一下。
假定,我们要寻找子数组A[low...high]的最大字数组,使用分治算法,其结果必定是以下三种情况中的一个:
1.完全位于子数组A[low...mid]中,因此low <= i <= j <= mid
2.完全位于子数组A[mid+1...high]中,因此mid < i <= j <= high
3.在mid位置的两边,包含mid位置。因此low <= i <= mid < j <= high
对于1和2,我们可以递归地求解,将他们子问题的结果逐层往上返回,就获得mid左右两边的最大字数组(但不包括情况3)。现在我们要做的,就是针对情况3,进行处理。
函数代码如下:
def cross_mid_maxsub(self,A,low,mid,high): left_s = float(‘-inf‘) #当前最大值,默认负无穷 sum = 0 #我们得到的子串的和 for i in range(mid,low-1,-1): #因为一定要有mid,故从mid开始 sum += A[i] if sum > left_s: left_s = sum max_left = i #记录最大子串左侧起始位置 right_s = float(‘-inf‘) sum = 0 for i in range(mid+1,high+1): sum += A[i] if sum > right_s : right_s = sum max_right = i #记录最大子串左侧起始位置 return (max_left , max_right , left_s + right_s)
好了,现在3种情况都已经搞定了。下面就可以直接递归求解了。
def max_sub(self,A, low, high): if high == low: #防止只有1个元素的情况 return (low, high, A[low]) else: mid = (low+high)/2 left_low, left_high, left_s = max_sub(self, A, low, mid) #递归求情况1 right_low, right_high, right_s = max_sub(self, A, mid+1, high) #递归求情况2 cross_low, cross_high, cross_sum = cross_mid_maxsub(self, A, low, mid, high) #递归求情况3 if left_s >= right_s and left_s >= cross_sum: return left_low, left_high, left_s elif right_s >= left_s and right_s >= cross_sum: return right_low, right_high, right_s else: return cross_low, cross_high, cross_sum
上面的步骤是,先递归地找出情况1的最大值,然后找出情况2的最大值,然后找出包含mid的,也就是情况3的最大值。然后比较一下,返回其中的最大值,再回溯到上一层继续求。基本的思路是这样的了。其实这还是个比较简单的算法嘛~
分治算法——最大子数组
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