利用动态规划求连续数组最大和以及最大子矩阵的和
題目一:
給定一個整型數組,數組中有正有負,求最大連續子序列的和。
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解法:
利用動態規劃的思想。
設f(n)表示以a[n]為子序列最后一個元素的最大和,則可以有下面的規則:
(1)當f(n-1)<0時,f(n)=a[n];
(2)當n!=0且f(n-1)>0時,f(n)=f(n-1)+a[n]。
用一個nGreatestNum來記錄最大值,每次與f(n)進行比較,不斷更新即可。
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題目二:
給定一個二維數組,數組中有正有負,求最大子矩陣的和。
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解法:
仍然用動態規劃的思想。
首先,將二維問題降維處理:
例如,用2 維數組a[1 : m][1 : n]表示給定的m行n列的整數矩陣。子數組a[i1 : i2][j1 : j2]表示左上角和右下角行列坐標分別為(i1, j1)和(i2, j2)的子矩陣。
先按照行排列出所有可能區間,然后,再去求列的范圍。
更詳細的,當行區間確定之后,剩下就是確定列區間了,一旦確定列區間,最大子矩陣就確定了。
當行區間確定之后,求列區間的方法,可以轉化成一維數組的最大連續子序列的問題:對行區間[i1, j1],依次對列進行求和,就得到n個數據的以為數組,根據最大連續子序列的和的求法,就可以獲得連續子序列最大和。
仍然用nGreatestNum來記錄最大值,算出一個子矩陣的和,就進行比較即可。
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復雜度分析:
(1)排列出行區間,復雜度為O(M*M);
(2)而求得最大子序列的和復雜度為O(N);
(3)對于行區間確定之后對列求和的復雜度呢?
這里采用“部分和”的做法。
用BC[i][j]表示0到i行、0到j列的總和。
那么對于行區間r->l,求第i列的和:BC[l][i] - B[r-1][i] - B[l][i-1] + B[r-1][i-1]。
而求“部分和”僅需要O(N*M)。可以預先計算好。
因此,算法復雜度為O(N*M*M)。
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總結
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