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环形子数组的最大和

程序员文章站 2022-05-30 23:33:25
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环形子数组的最大和

给定一个由整数数组 A 表示的环形数组 C,求 C 的非空子数组的最大可能和。

在此处,环形数组意味着数组的末端将会与开头相连呈环状。(形式上,当0 <= i < A.length 时 C[i] = A[i],而当 i >= 0 时 C[i+A.length] = C[i])

此外,子数组最多只能包含固定缓冲区 A 中的每个元素一次。(形式上,对于子数组 C[i], C[i+1], …, C[j],不存在 i <= k1, k2 <= j 其中 k1 % A.length = k2 % A.length)

简单说就是:
数组看作是一个环形的,环上的任何连续子串都是子数组。例如数组的最后一个元素和第一个元素就可以组成一个子数组。
示例1:
输入:[1,-2,3,-2]
输出:3
解释:从子数组 [3] 得到最大和 3
示例 2:
输入:[5,-3,5]
输出:10
解释:从子数组 [5,5] 得到最大和 5 + 5 = 10
示例 3:
输入:[3,-1,2,-1]
输出:4
解释:从子数组 [2,-1,3] 得到最大和 2 + (-1) + 3 = 4
示例 4:
输入:[3,-2,2,-3]
输出:3
解释:从子数组 [3] 和 [3,-2,2] 都可以得到最大和 3
示例 5:
输入:[-2,-3,-1]
输出:-1
解释:从子数组 [-1] 得到最大和 -1
提示:
-30000 <= A[i] <= 30000
1 <= A.length <= 30000

在做本题之前,需要了解两个算法:
1.最大子数组和
2.最小子数组和
知道上面两个算法,这题就很简单了

思路:
有环的最大子数组可以转换成3种情况:
1.如果数组全是正数,那么最大和就是数组所有元素的和 sum
2.如果数组有正有负,首先考虑没有环时,我们可以求出最大子树组和 max,有环时,想要子数组和最大,我们需要从数组中删除一段负数,这样剩余的数组和才能更大。想要剩余的子数组和最大,那么删掉的那一段负数就应该最小,也就是最小子数组和min
3.所以如果min是负数,最终我们只需要比较 max 和sum-min的值谁大就可以了,如果min是正数,那么最大值一定是sum,如果sum==min则说明最小子数组是数组本身,这个时候应该是max最大。

代码:

public static int maxSubarraySumCircular(int[] A) {
		int sum=0;
		//求出所有元素之和
		for (int i = 0; i < A.length; i++) {
			sum+=A[i];
		}
		//有环的子数组最大和相当三种情况:1.不考虑环时子数组最大和 2.所有元素和除去子数组最小和的值3.所有元素和
		int max=maxSubarraySum(A);
		int min=minSubarraySum(A);
		
		System.out.println("max="+max);
		System.out.println("min="+min);
		System.out.println("sum="+sum);
		//最小子数组和与sum相等代表最小子数组就是数组本身,所以此时返回最大子数组和
		if(sum==min){
			return max;
		}else {
			return min>0?sum:Math.max(max, sum-min);
		}
        
    }
	//求出不考虑环时的子序列最大和
	public static int maxSubarraySum(int[] A){
		int max=Integer.MIN_VALUE;
		int sum=0;
		for (int i = 0; i < A.length; i++) {
			max=Math.max(max, sum+A[i]);
			if(sum+A[i]>0){
				sum+=A[i];
			}else {
				sum=0;
			}
		}
		return max;
	}
	//求出不考虑环时的子序列最小和
	public static int minSubarraySum(int[] A){
		int min=Integer.MAX_VALUE;
		int sum=0;
		for (int i = 0; i < A.length; i++) {
			min=Math.min(min, sum+A[i]);
			if(sum+A[i]<0){
				sum+=A[i];
			}else {
				sum=0;
			}
		}
		return min;
	}

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