logo

Didžiausios sumos gretimas pogrupis (Kadane algoritmas)

Duotas masyvas arr[] dydžio N . Užduotis yra rasti gretimo pogrupio sumą a arr[] su didžiausia suma.

Pavyzdys:



Įvestis: arr = {-2,-3,4,-1,-2,1,5,-3}
Išvestis: 7
Paaiškinimas: Poskyris {4,-1, -2, 1, 5} turi didžiausią sumą 7.

Įvestis: arr = {2}
Išvestis: 2
Paaiškinimas: Poskyris {2} turi didžiausią sumą 1.

Įvestis: arr = {5,4,1,7,8}
Išvestis: 25
Paaiškinimas: Poskyris {5,4,1,7,8} turi didžiausią sumą 25.



kadane-algoritmas

Rekomenduojama problemos sprendimo problema

Idėja apie Kadane'o algoritmas yra išlaikyti kintamąjį max_ending_čia kuri saugo didžiausią gretimų pogrupių sumą, kuri baigiasi dabartiniu indeksu ir kintamuoju max_iki šiol saugo didžiausią iki šiol rastų gretimų pogrupių sumą, kiekvieną kartą, kai yra teigiama sumos reikšmė max_ending_čia palyginkite su max_iki šiol ir atnaujinti max_iki šiol jei jis didesnis nei max_iki šiol .

Taigi pagrindinis Intuicija už nugaros Kadane'o algoritmas yra,



  • Pogrupis su neigiama suma atmetamas ( kode priskirdami max_ending_here = 0 ).
  • Nešiojame subarray, kol gaunama teigiama suma.

Kadane'o algoritmo pseudokodas:

Inicijuoti:
max_so_far = INT_MIN
maksimalus_pabaiga_čia = 0

Ciklas kiekvienam masyvo elementui

(a) maks._pabaiga_čia = max_pabaiga_čia + a[i]
(b) if(max_so_far
max_so_far = max_baigiasi_čia
(c) if(maks._pabaiga_čia <0)
maksimalus_pabaiga_čia = 0
grąžinti max_so_far

Kadane'o algoritmo iliustracija:

Paimkime pavyzdį: {-2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3}

Pastaba : paveikslėlyje max_so_far pavaizduotas Max_Sum ir max_ending_ here by Curr_Sum


Jei i=0, a[0] = -2

metus į ketvirčius
  • max_ending_here = max_ending_here + (-2)
  • Nustatykite max_ending_here = 0, nes max_ending_here <0
  • ir nustatykite max_so_far = -2

Jei i=1, a[1] = -3

  • max_ending_here = max_ending_here + (-3)
  • Kadangi max_ending_here = -3 ir max_so_far = -2, max_so_far liks -2
  • Nustatykite max_ending_here = 0, nes max_ending_here <0

Jei i = 2, a[2] = 4

  • max_ending_here = max_ending_here + (4)
  • maks._pabaiga_čia = 4
  • max_so_far atnaujintas į 4, nes max_ending_here didesnis nei max_so_far, kuris iki šiol buvo -2

Jei i = 3, a[3] = -1

  • max_ending_here = max_ending_here + (-1)
  • maksimalus_pabaiga_čia = 3

Jei i = 4, a[4] = -2

  • max_ending_here = max_ending_here + (-2)
  • max_ending_here = 1

Jei i = 5, a[5] = 1

  • max_ending_here = max_ending_here + (1)
  • maks._pabaiga_čia = 2

Jei i = 6, a[6] = 5

  • max_ending_here = max_ending_here + (5)
  • max_ending_here =
  • max_so_far atnaujintas į 7, nes max_ending_here yra didesnis nei max_so_far

Jei i = 7, a[7] = -3

  • max_ending_here = max_ending_here + (-3)
  • maks._pabaiga_čia = 4

Norėdami įgyvendinti idėją, atlikite šiuos veiksmus:

  • Inicijuoti kintamuosius max_iki šiol = INT_MIN ir max_ending_čia = 0
  • Paleiskite for kilpą iš 0 į N-1 ir kiekvienam indeksui i :
    • Pridėkite arr[i] iki max_ending_ here.
    • Jei max_so_far yra mažesnis nei max_ending_čia, tada atnaujinkite max_so_far iki max_ending_here .
    • Jei max_ending_here <0, tada atnaujinkite max_ending_here = 0
  • Grąžinti max_so_far

Žemiau pateikiamas pirmiau minėto metodo įgyvendinimas.

C++
// C++ program to print largest contiguous array sum #include  using namespace std; int maxSubArraySum(int a[], int size) {  int max_so_far = INT_MIN, max_ending_here = 0;  for (int i = 0; i < size; i++) {  max_ending_here = max_ending_here + a[i];  if (max_so_far < max_ending_here)  max_so_far = max_ending_here;  if (max_ending_here < 0)  max_ending_here = 0;  }  return max_so_far; } // Driver Code int main() {  int a[] = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);  // Function Call  int max_sum = maxSubArraySum(a, n);  cout << 'Maximum contiguous sum is ' << max_sum;  return 0; }>
Java
// Java program to print largest contiguous array sum import java.io.*; import java.util.*; class Kadane {  // Driver Code  public static void main(String[] args)  {  int[] a = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  System.out.println('Maximum contiguous sum is '  + maxSubArraySum(a));  }  // Function Call  static int maxSubArraySum(int a[])  {  int size = a.length;  int max_so_far = Integer.MIN_VALUE, max_ending_here  = 0;  for (int i = 0; i < size; i++) {  max_ending_here = max_ending_here + a[i];  if (max_so_far < max_ending_here)  max_so_far = max_ending_here;  if (max_ending_here < 0)  max_ending_here = 0;  }  return max_so_far;  } }>
Python
def GFG(a, size): max_so_far = float('-inf') # Use float('-inf') instead of maxint max_ending_here = 0 for i in range(0, size): max_ending_here = max_ending_here + a[i] if max_so_far < max_ending_here: max_so_far = max_ending_here if max_ending_here < 0: max_ending_here = 0 return max_so_far # Driver function to check the above function a = [-2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3] print('Maximum contiguous sum is', GFG(a, len(a)))>
C#
// C# program to print largest // contiguous array sum using System; class GFG {  static int maxSubArraySum(int[] a)  {  int size = a.Length;  int max_so_far = int.MinValue, max_ending_here = 0;  for (int i = 0; i < size; i++) {  max_ending_here = max_ending_here + a[i];  if (max_so_far < max_ending_here)  max_so_far = max_ending_here;  if (max_ending_here < 0)  max_ending_here = 0;  }  return max_so_far;  }  // Driver code  public static void Main()  {  int[] a = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  Console.Write('Maximum contiguous sum is '  + maxSubArraySum(a));  } } // This code is contributed by Sam007_>
Javascript
>>PHP>>  
Išvestis
Maximum contiguous sum is 7>

Laiko sudėtingumas: O(N)
Pagalbinė erdvė: O(1)

Spausdinti didžiausios sumos gretimą porūšį:

Norint atspausdinti pogrupį su didžiausia suma, reikia išlaikyti pradėti indeksas maksimali_suma_pabaiga_čia esant dabartiniam indeksui, kad bet kada maksimali_suma_iki šiol yra atnaujintas su maksimali_suma_pabaiga_čia tada pogrupio pradžios ir pabaigos indeksas gali būti atnaujintas naudojant pradėti ir dabartinis indeksas .

Norėdami įgyvendinti idėją, atlikite šiuos veiksmus:

  • Inicijuoti kintamuosius s , pradėti, ir galas su 0 ir max_iki šiol = INT_MIN ir max_ending_čia = 0
  • Paleiskite for kilpą iš 0 į N-1 ir kiekvienam indeksui i :
    • Pridėkite arr[i] iki max_ending_ here.
    • Jei max_so_far yra mažesnis nei max_ending_here, atnaujinkite max_so_far į max_ending_čia ir atnaujinkite pradėti į s ir galas į i .
    • Jei max_ending_here <0, tada atnaujinkite max_ending_here = 0 ir s su aš+1 .
  • Spausdinti reikšmes iš indekso pradėti į galas .

Žemiau pateikiamas aukščiau pateikto požiūrio įgyvendinimas:

java skaityti csv
C++
// C++ program to print largest contiguous array sum #include  #include  using namespace std; void maxSubArraySum(int a[], int size) {  int max_so_far = INT_MIN, max_ending_here = 0,  start = 0, end = 0, s = 0;  for (int i = 0; i < size; i++) {  max_ending_here += a[i];  if (max_so_far < max_ending_here) {  max_so_far = max_ending_here;  start = s;  end = i;  }  if (max_ending_here < 0) {  max_ending_here = 0;  s = i + 1;  }  }  cout << 'Maximum contiguous sum is ' << max_so_far  << endl;  cout << 'Starting index ' << start << endl  << 'Ending index ' << end << endl; } /*Driver program to test maxSubArraySum*/ int main() {  int a[] = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);  maxSubArraySum(a, n);  return 0; }>
Java
// Java program to print largest // contiguous array sum import java.io.*; import java.util.*; class GFG {  static void maxSubArraySum(int a[], int size)  {  int max_so_far = Integer.MIN_VALUE,  max_ending_here = 0, start = 0, end = 0, s = 0;  for (int i = 0; i < size; i++) {  max_ending_here += a[i];  if (max_so_far < max_ending_here) {  max_so_far = max_ending_here;  start = s;  end = i;  }  if (max_ending_here < 0) {  max_ending_here = 0;  s = i + 1;  }  }  System.out.println('Maximum contiguous sum is '  + max_so_far);  System.out.println('Starting index ' + start);  System.out.println('Ending index ' + end);  }  // Driver code  public static void main(String[] args)  {  int a[] = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  int n = a.length;  maxSubArraySum(a, n);  } } // This code is contributed by prerna saini>
Python
# Python program to print largest contiguous array sum from sys import maxsize # Function to find the maximum contiguous subarray # and print its starting and end index def maxSubArraySum(a, size): max_so_far = -maxsize - 1 max_ending_here = 0 start = 0 end = 0 s = 0 for i in range(0, size): max_ending_here += a[i] if max_so_far < max_ending_here: max_so_far = max_ending_here start = s end = i if max_ending_here < 0: max_ending_here = 0 s = i+1 print('Maximum contiguous sum is %d' % (max_so_far)) print('Starting Index %d' % (start)) print('Ending Index %d' % (end)) # Driver program to test maxSubArraySum a = [-2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3] maxSubArraySum(a, len(a))>
C#
// C# program to print largest // contiguous array sum using System; class GFG {  static void maxSubArraySum(int[] a, int size)  {  int max_so_far = int.MinValue, max_ending_here = 0,  start = 0, end = 0, s = 0;  for (int i = 0; i < size; i++) {  max_ending_here += a[i];  if (max_so_far < max_ending_here) {  max_so_far = max_ending_here;  start = s;  end = i;  }  if (max_ending_here < 0) {  max_ending_here = 0;  s = i + 1;  }  }  Console.WriteLine('Maximum contiguous '  + 'sum is ' + max_so_far);  Console.WriteLine('Starting index ' + start);  Console.WriteLine('Ending index ' + end);  }  // Driver code  public static void Main()  {  int[] a = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  int n = a.Length;  maxSubArraySum(a, n);  } } // This code is contributed // by anuj_67.>
Javascript
>>PHP>>  
Išvestis Laiko sudėtingumas: O(n)
Pagalbinė erdvė: O(1)

Naudojant didžiausią gretutinę porūšį Dinaminis programavimas :

Kiekvienam indeksui i DP[i] išsaugo didžiausią įmanomą didžiausios sumos gretimą posistemę, kuri baigiasi indeksu i, todėl DP[i] galime apskaičiuoti naudodami minėtą būsenos perėjimą:

  • DP[i] = maks (DP[i-1] + arr[i], arr[i])

Žemiau pateikiamas įgyvendinimas:

C++
// C++ program to print largest contiguous array sum #include  using namespace std; void maxSubArraySum(int a[], int size) {  vector dp(dydis, 0);  dp[0] = a[0];  int ans = dp[0];  už (int i = 1; i< size; i++) {  dp[i] = max(a[i], a[i] + dp[i - 1]);  ans = max(ans, dp[i]);  }  cout << ans; } /*Driver program to test maxSubArraySum*/ int main() {  int a[] = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);  maxSubArraySum(a, n);  return 0; }>
Java
import java.util.Arrays; public class Main {  // Function to find the largest contiguous array sum  public static void maxSubArraySum(int[] a) {  int size = a.length;  int[] dp = new int[size]; // Create an array to store intermediate results  dp[0] = a[0]; // Initialize the first element of the intermediate array with the first element of the input array  int ans = dp[0]; // Initialize the answer with the first element of the intermediate array  for (int i = 1; i < size; i++) {  // Calculate the maximum of the current element and the sum of the current element and the previous result  dp[i] = Math.max(a[i], a[i] + dp[i - 1]);  // Update the answer with the maximum value encountered so far  ans = Math.max(ans, dp[i]);  }  // Print the maximum contiguous array sum  System.out.println(ans);  }  public static void main(String[] args) {  int[] a = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  maxSubArraySum(a); // Call the function to find and print the maximum contiguous array sum  } } // This code is contributed by shivamgupta310570>
Python
# Python program for the above approach def max_sub_array_sum(a, size): # Create a list to store intermediate results dp = [0] * size # Initialize the first element of the list with the first element of the array dp[0] = a[0] # Initialize the answer with the first element of the array ans = dp[0] # Loop through the array starting from the second element for i in range(1, size): # Choose the maximum value between the current element and the sum of the current element # and the previous maximum sum (stored in dp[i - 1]) dp[i] = max(a[i], a[i] + dp[i - 1]) # Update the overall maximum sum ans = max(ans, dp[i]) # Print the maximum contiguous subarray sum print(ans) # Driver program to test max_sub_array_sum if __name__ == '__main__': # Sample array a = [-2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3] # Get the length of the array n = len(a) # Call the function to find the maximum contiguous subarray sum max_sub_array_sum(a, n) # This code is contributed by Susobhan Akhuli>
C#
using System; class MaxSubArraySum {  // Function to find and print the maximum sum of a  // subarray  static void FindMaxSubArraySum(int[] arr, int size)  {  // Create an array to store the maximum sum of  // subarrays  int[] dp = new int[size];  // Initialize the first element of dp with the first  // element of arr  dp[0] = arr[0];  // Initialize a variable to store the final result  int ans = dp[0];  // Iterate through the array to find the maximum sum  for (int i = 1; i < size; i++) {  // Calculate the maximum sum ending at the  // current position  dp[i] = Math.Max(arr[i], arr[i] + dp[i - 1]);  // Update the final result with the maximum sum  // found so far  ans = Math.Max(ans, dp[i]);  }  // Print the maximum sum of the subarray  Console.WriteLine(ans);  }  // Driver program to test FindMaxSubArraySum  static void Main()  {  // Example array  int[] arr = { -2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3 };  // Calculate and print the maximum subarray sum  FindMaxSubArraySum(arr, arr.Length);  } }>
Javascript
// Javascript program to print largest contiguous array sum // Function to find the largest contiguous array sum function maxSubArraySum(a) {  let size = a.length;  // Create an array to store intermediate results  let dp = new Array(size);  // Initialize the first element of the intermediate array with the first element of the input array  dp[0] = a[0];  // Initialize the answer with the first element of the intermediate array  let ans = dp[0];    for (let i = 1; i < size; i++) {  // Calculate the maximum of the current element and the sum of the current element and the previous result  dp[i] = Math.max(a[i], a[i] + dp[i - 1]);  // Update the answer with the maximum value encountered so far  ans = Math.max(ans, dp[i]);  }  // Print the maximum contiguous array sum  console.log(ans); } let a = [-2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3]; // Call the function to find and print the maximum contiguous array sum maxSubArraySum(a);>

Išvestis
Praktikos problema:

Atsižvelgdami į sveikųjų skaičių masyvą (galbūt kai kurie elementai yra neigiami), parašykite C programą, kad sužinotumėte *didžiausią sandaugą*, galimą padauginus „n“ iš eilės einančių sveikųjų skaičių masyve, kur n ? ARRAY_SIZE. Taip pat atspausdinkite didžiausio produkto pogrupio pradžios tašką.