题目的主要信息:

  • 输入一个长度为n的整型数组array,数组中的一个或连续多个整数组成一个子数组,找到一个具有最大和的连续子数组
  • 如果存在多个最大和的连续子数组,那么返回其中长度最长的,该题数据保证这个最长的只存在一个
  • 不存在空数组
  • 返回的数组不计入空间复杂度计算
  • 基本要求:时间复杂度:O(n)O(n),空间复杂度:O(n)O(n)
  • 进阶要求:时间复杂度:O(n)O(n),空间复杂度:O(1)O(1)

方法一:动态规划

具体做法:

可以用dp数组表示以下标i为终点的最大连续子数组和,则每次遇到一个新的数组元素,连续的子数组要么加上变得更大,要么它本身就更大,因此状态转移为dp[i]=max(dp[i1]+array[i],array[i])dp[i] = max(dp[i - 1] + array[i], array[i]),这是最基本的求连续子数组的最大和。

但是题目要求需要返回长度最长的一个,我们则每次用left、right记录该子数组的起始,需要更新最大值的时候(要么子数组和更大,要么子数组和相等的情况下区间要更长)顺便更新最终的区间首尾,最后根据区间首尾获取子数组。

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class Solution {
public:
    vector<int> FindGreatestSumOfSubArray(vector<int>& array) {
        vector<int> res;
        vector<int> dp(array.size(), 0); //记录到下标i为止的最大连续子数组和
        dp[0] = array[0];
        int maxsum = dp[0];
        int left = 0, right = 0; //滑动区间
        int resl = 0, resr = 0; //记录最长的区间
        for(int i = 1; i < array.size(); i++){
            right++;
            dp[i] = max(dp[i - 1] + array[i], array[i]); //状态转移:连续子数组和最大值
            if(dp[i - 1] + array[i] < array[i]) //区间新起点
                left = right;
            if(dp[i] > maxsum || dp[i] == maxsum && (right - left + 1) > (resr - resl + 1)){ //更新最大值
                maxsum = dp[i];
                resl = left;
                resr = right;
            }
        }
        for(int i = resl; i <= resr; i++) //取数组
            res.push_back(array[i]);
        return res;
    }
};

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n)O(n),两次遍历,最坏情况下遍历两次数组
  • 空间复杂度:O(n)O(n),动态规划辅助数组长度为nn

方法二:动态规划空间优化

具体做法:

方法一虽然时间复杂度达到了进阶要求,但是使用O(n)O(n)的空间。

我们注意到动态规划在状态转移的时候只用到了i1i-1的信息,因此我们可以使用两个变量迭代来代替数组,状态转移的时候更新变量y,该轮循环结束的再更新x为y即可做到每次迭代都是上一轮的dp。

class Solution {
public:
    vector<int> FindGreatestSumOfSubArray(vector<int>& array) {
        vector<int> res;
        int x = array[0];
        int y = 0;
        int maxsum = x;
        int left = 0, right = 0; //滑动区间
        int resl = 0, resr = 0; //记录最长的区间
        for(int i = 1; i < array.size(); i++){
            right++;
            y = max(x + array[i], array[i]); //状态转移:连续子数组和最大值
            if(x + array[i] < array[i]) //区间新起点
                left = right;
            if(y > maxsum || y == maxsum && (right - left + 1) > (resr - resl + 1)){ //更新最大值
                maxsum = y;
                resl = left;
                resr = right;
            }
            x = y; //更新x的状态
        }
        for(int i = resl; i <= resr; i++) //取数组
            res.push_back(array[i]);
        return res;
    }
};

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n)O(n),两次遍历,最坏情况下遍历两次数组
  • 空间复杂度:O(1)O(1),常数级变量,无额外空间