最大m子段和 快手面試題 善變的同伴

2021-10-01 20:18:17 字數 2115 閱讀 8812

快手的一道演算法面試題,鏈結 快手面試題:善變的同伴

其實抽象出來就是 最大m子段和

本文參考的是這位c++版,但其側重講的是優化

給定由n個整數(可能為負)組成的序列a1、a2、a3…,an,

以及乙個正整數m,要求確定序列的m個不相交子段(內部是連續的),使這m個子段的總和最大!

例如這個序列是 -2 , 1, 2 , -9, 2 , -1, 3, -4 要求挑出2個子段,那麼應該這麼挑,才能保證2個子段的和最大 : -2 , 1, 2 , -9 , 2 , -1, 3 ,-4 最大值為 3 + 4 = 7

特別注意: 有些題目可能不存在負數答案,給出的序列全是負數,那麼不管m是多少,答案是0。此時選擇的子段是0個,不足m個,例如快手的那個面試題

也可能有些題目要求,不管結果正負,必須選夠m個子段。例如本文所演示的樣例  

區別在dp陣列的初始化。前者要求dp初始為0,後者要求第0行為0,其餘為負無窮

定義dp[ i ] [ j ]為 前 j 項所構成的 i 個子段的最大和,且必須包含著第j項,即以第j項結尾

那麼求dp[ i ] [ j ]有兩種可能 (取較大的那個):

1、dp[ i ][ j ] = dp[ i ] [ j-1 ] + a[ j ] ,意思是第 j 項融合到第 j-1 項所屬的那個子段中,子段數沒變

2、dp[ i ][ j ] = dp[ i-1 ] [ t ] + a[ j ],意思是第 j 項單獨成乙個子段,其中的t < j ,下面圖中可以看到它的含義。

案例:給定原始陣列 -2, 11,-4, 13,-5, 6,-2

求子段數為 1.2.3…7時的結果。

初始化: 開二維陣列,大小為 d [ m+1 ] [n + 1],初始化全0

m 是子段數,n是原始資料的長度

填表:

例如在求 i = 3, j = 6 時,也就是圖中的 30 是怎麼得來的?

看一下 dp 的遞推關係式,

dp[ i ][ j ] = dp[ i ] [ j-1 ] + a[ j ] ,也就是30前面乙個數 19 + 6 = 25 了

dp[ i ][ j ] = dp[ i-1 ] [ t ] + a[ j ] 其中的 dp [ i-1 ][ t ] 是當前位置前面所有值的最大值,也就是圖中紅框中9,7,24,19的最大值,是24,再加上 6 ,就是30了。因為30 比 25 大,所以是30

填完錶後,可以看到,

m = 1 時,是第 1 行的最大值,為 21

m = 2 時, 是第二行的最大值, 為26

…m = 7 時,每個數單獨成一段,和為 17.

private

static

void

fun(

int n,

int m,

int[

] nums)

}}

我們剛才用乙個值來記錄紅框中的最大值並每步更新它,已經算是乙個正常的小優化,因為不然的話,每次都要去遍歷來找紅框中的最大值。

事實上還有兩個優化的方式,如果只是讓我們求 m 為某個值時的答案。

1.因為每次只用到了當前行和上一行的資料,dp 可以降成 1 唯陣列。

2.每次計算表中當前值時,其上方和右上方的值沒有參與計算,所以沒有用,可以跳過。

例如 m = 3 時,藍色的值是不需要計算的。

優化後的 時間複雜度大致為 o(m*(n-m+1))

空間複雜度為 o(n)

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