LeetCode算法刷题——53. 最大子数组和

一、题目描述

二、解题思路

我们使用前缀和的思想来高效解决这个问题:

  1. 计算当前位置的前缀和sum(到当前元素为止的总和)

  2. 用当前前缀和减去之前的最小前缀和minpre,得到以当前位置结尾的子数组最大和

  3. 比较sum和premin,更新最小前缀和变量

  4. 记录过程中的最大子数组和

三、完整代码

class Solution {

public:

int maxSubArray(vector<int>& nums) {

int sum = 0; // 当前前缀和

int result = INT_MIN; // 最大子数组和,初始化为最小整数

int minpre = 0; // 最小前缀和

for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {

// 更新当前前缀和

sum = sum + numsi;

// 用当前前缀和减去最小前缀和,更新最大和

result = max(result, sum - minpre);

// 更新最小前缀和(用于后续计算)

minpre = min(sum, minpre);

}

return result;

}

};

四、代码解析

1. 变量初始化

int result = INT_MIN;

  • 使用 **INT_MIN**确保即使全是负数也能正确处理

  • 这个值是 <climits> 中定义的,代表最小整数

2. 核心思想:最小前缀和

result = max(result, sum - minpre);

  • 关键原理:最大子数组和 = 当前前缀和 - 之前的最小前缀和

  • 如果我们在位置 i 有前缀和 sumi,在位置 j (j < i) 有前缀和 sumj

  • 那么子数组 numsj+1...i 的和 = sumi - sumj

  • 要使子数组值最大,就需要找到最小的 sumj,即之前的最小前缀和

3. 更新最小前缀和

minpre = min(sum, minpre);

  • 在计算完当前结果后,更新最小前缀和

  • 这样可以确保下次计算时使用的是当前之前的最小前缀和

  • 初始时 minpre = 0,对应空子数组(前缀和为0)

五、执行示例

输入:nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]

详细步骤:

i numsi sum minpre sum-minpre result
0 -2 -2 0 -2-0=-2 -2
1 1 -1 -2 -1-(-2)=1 1
2 -3 -4 -4 -4-(-4)=0 1
3 4 0 -4 0-(-4)=4 4
4 -1 -1 -4 -1-(-4)=3 4
5 2 1 -4 1-(-4)=5 5
6 1 2 -4 2-(-4)=6 6
7 -5 -3 -4 -3-(-4)=1 6
8 4 1 -4 1-(-4)=5 6

最终结果:6(对应子数组 4,-1,2,1

六、总结

本文介绍了使用前缀和和最小前缀思想求解最大子数组和的高效算法。该算法的核心在于:最大子数组和等于当前前缀和减去之前的最小前缀和。通过维护一个最小前缀和变量,我们可以在一次遍历中解决问题,时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)。这种方法比暴力法的O(n²)和分治法的O(n log n)都要高效,是解决最大子数组和问题的最优解法。

相关推荐
xieliyu.1 小时前
Java算法精讲:双指针(三)
java·开发语言·算法
明夜之约2 小时前
Spring Boot 自动装配源码
java·spring boot·后端
Leaton Lee2 小时前
Spring Boot分层架构详解:从Controller到Service再到Mapper的完整流程
java·spring boot·后端·架构
Jinkxs2 小时前
Resilience4j- 与 Spring Boot 快速集成:自动配置与基础注解使用
java·spring boot·后端
辣机小司2 小时前
【踩坑记录:Spring Boot 配置文件读取值不一致?警惕 YAML 的“八进制陷阱”与 SnakeYAML 版本之谜】
java·spring boot·后端·yaml·踩坑记录
一条小锦吕*2 小时前
基于Spring Boot + 数据可视化 + 协同过滤算法的推荐系统设计与实现(源码+论文+部署全讲解)
spring boot·算法·信息可视化
fangdengfu1233 小时前
ES分析系统各个服务日志占用量
java·前端·elasticsearch
云烟成雨TD3 小时前
Spring AI 1.x 系列【51】可观测性技术选型
java·人工智能·spring
星越华夏3 小时前
ESP32-CAM图像传输项目说明文档
java·后端·struts·esp32
cfm_29143 小时前
Redis五大基本数据结构底层了解
数据结构·数据库·redis