logo

Cea mai mare sumă Subarray contiguă (algoritmul lui Kadane)

Dată o matrice arr[] de mărime N . Sarcina este să găsești suma subgrupului învecinat din a arr[] cu cea mai mare sumă.

Exemplu:

Intrare: arr = {-2,-3,4,-1,-2,1,5,-3}
Ieșire: 7
Explicaţie: Subbarra {4,-1, -2, 1, 5} are cea mai mare sumă 7.



Intrare: arr = {2}
Ieșire: 2
Explicaţie: Subbarra {2} are cea mai mare sumă 1.

Intrare: arr = {5,4,1,7,8}
Ieșire: 25
Explicaţie: Subbarra {5,4,1,7,8} are cea mai mare sumă 25.

algoritmul kadane

Problemă recomandată Rezolvarea problemei

Ideea de algoritmul lui Kadane este de a menține o variabilă max_se termina aici care stochează suma maximă sub-barra contiguă care se termină la indexul curent și o variabilă max_pâna_fara stochează suma maximă de subbary contiguă găsită până acum, de fiecare dată când există o valoare de sumă pozitivă în max_se termina aici compara-l cu max_pâna_fara și actualizați max_pâna_fara dacă este mai mare decât max_pâna_fara .

Deci principala Intuiţie in spate Algoritmul lui Kadane este,

  • Subbarra cu sumă negativă este eliminată ( prin atribuirea max_ending_here = 0 în cod ).
  • Purtăm subbarra până când dă o sumă pozitivă.

Pseudocod al algoritmului lui Kadane:

Inițializați:
max_so_far = INT_MIN
max_ending_here = 0

Buclă pentru fiecare element al matricei

(a) max_ending_here = max_ending_here + a[i]
(b) dacă(max_până_acum
max_so_far = max_ending_here
(c) if(max_ending_here <0)
max_ending_here = 0
return max_so_far

Ilustrație a algoritmului lui Kadane:

Să luăm exemplul: {-2, -3, 4, -1, -2, 1, 5, -3}

Notă : în imagine max_so_far este reprezentat de Sumă_max și max_ending_here de Curr_Sum


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

algoritmul kmp
  • max_ending_here = max_ending_here + (-2)
  • Setați max_ending_here = 0 deoarece max_ending_here <0
  • și setați max_so_far = -2

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

  • max_ending_here = max_ending_here + (-3)
  • Deoarece max_ending_here = -3 și max_so_far = -2, max_so_far va rămâne -2
  • Setați max_ending_here = 0 deoarece max_ending_here <0

Pentru i=2, a[2] = 4

  • max_ending_here = max_ending_here + (4)
  • max_ending_here = 4
  • max_so_far este actualizat la 4 deoarece max_ending_here este mai mare decât max_so_far, care a fost -2 până acum

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

ankita dave
  • max_ending_here = max_ending_here + (-1)
  • max_ending_here = 3

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

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

Pentru i=5, a[5] = 1

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

Pentru i=6, a[6] = 5

  • max_ending_here = max_ending_here + (5)
  • max_ending_here =
  • max_so_far este actualizat la 7 deoarece max_ending_here este mai mare decât max_so_far

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

  • max_ending_here = max_ending_here + (-3)
  • max_ending_here = 4

Urmați pașii de mai jos pentru a implementa ideea:

  • Inițializați variabilele max_pâna_fara = INT_MIN și max_se termina aici = 0
  • Rulați o buclă for de la 0 la N-1 și pentru fiecare indice i :
    • Adăugați arr[i] până la max_ending_here.
    • Dacă max_so_far este mai mic decât max_ending_here, atunci actualizați max_so_far la max_ending_here .
    • Dacă max_ending_here <0, actualizați max_ending_here = 0
  • Reveniți max_până_acum

Mai jos este implementarea abordării de mai sus.

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;  } }>
Piton
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>>>  
Ieșire
Maximum contiguous sum is 7>

Complexitatea timpului: PE)
Spațiu auxiliar: O(1)

Tipăriți cea mai mare sumă în subordine contiguă:

Pentru a imprima subbarra cu suma maximă ideea este de a menține start Index de maximum_sum_se termina_aici la indicele curent astfel încât oricând maxim_sum_până_acum este actualizat cu maximum_sum_se termina_aici apoi indexul de pornire și indexul de sfârșit al subbarei pot fi actualizate cu start și indicele curent .

Urmați pașii de mai jos pentru a implementa ideea:

  • Inițializați variabilele s , start, și Sfârşit cu 0 și max_pâna_fara = INT_MIN și max_se termina aici = 0
  • Rulați o buclă for de la 0 la N-1 și pentru fiecare indice i :
    • Adăugați arr[i] până la max_ending_here.
    • Dacă max_so_far este mai mic decât max_ending_here, atunci actualizați max_so_far la max_ending_here și actualizați start la s și Sfârşit la i .
    • Dacă max_ending_here <0 atunci actualizați max_ending_here = 0 și s cu i+1 .
  • Tipăriți valorile din index start la Sfârşit .

Mai jos este implementarea abordării de mai sus:

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>
Piton
# 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>>>  
Ieșire Complexitatea timpului: Pe)
Spațiu auxiliar: O(1)

Cea mai mare Sumă Contiguă Subbarray folosind Programare dinamică :

Pentru fiecare indice i, DP[i] stochează maximul maxim posibil, cea mai mare sumă contiguă, care se termină la indicele i și, prin urmare, putem calcula DP[i] folosind tranziția de stare menționată:

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

Mai jos este implementarea:

C++
// C++ program to print largest contiguous array sum #include  using namespace std; void maxSubArraySum(int a[], int size) {  vector dp(dimensiune, 0);  dp[0] = a[0];  int ans = dp[0];  pentru (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>
Piton
# 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);>

Ieșire
Problemă de practică:

Având în vedere o matrice de numere întregi (posibil unele elemente negative), scrieți un program C pentru a afla *produsul maxim* posibil prin înmulțirea „n” numere întregi consecutive în tabloul unde n ? ARRAY_SIZE. De asemenea, imprimați punctul de pornire al subgrupului maxim de produse.