Question

问题：
给定两个大小为A的数组B和n，找到最大化[i,j] (0 <= i,j <= n-1)值的区间V = sum(A[i:j]) - min(B[i:j])。

如果没有数组B扭曲，这个问题只是最大的子阵列和问题，可以在O(N)中使用Kadane算法解决。现在，我们有第二个数组，我们从范围中选择最小元素，并从总和中扣除它。

Example:  
 A = [-5, 2, 3, 4, 5]  
 B = [-5, 1, 2, 0, -5]  

Solution: 19   
i=1 to j=4  
2+3+4+5 - (-5) = 19

一个简单的算法是执行双循环来计算每个(i,j)区间，但这种天真的方法具有O(N^2)时间复杂度。

我一直在努力寻找O(N)或至少O(NlogN)算法，但我还没有能够实现它。

我很感激任何想法，谢谢！

编辑：Peter的解决方案实施参考：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<climits>

using namespace std;

int kadane_modified(vector<int>& A, vector<int>& B){
    if(A.empty() || B.empty()) return 0;

    int size = A.size();

    // Backward Kadane's
    vector<int> R(size);
    int max_so_far = INT_MIN, max_starting_here = 0;

    for (int i = size-1; i >= 0; i--)
    {
        max_starting_here = max_starting_here + A[i];
        if (max_so_far < max_starting_here)
            max_so_far = max_starting_here;

        if (max_starting_here < 0)
            max_starting_here = 0;

        R[i] = max_starting_here;
    }

    // Forward Kadane's
    vector<int> F(size);
    max_so_far = INT_MIN; int 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;

        F[i] = max_ending_here;
    }

    // DP that combines previous results
    vector<int> V(size);
    for(int k = 0; k < size; k++){
        if(k < size-1 & k > 0)
            V[k] = A[k] + R[k+1] - B[k] + F[k-1];
        else if(k == 0)
            V[k] = A[k] - B[k] + R[k+1];
        else if(k == size-1)
            V[k] = A[k] - B[k] + F[k-1];
    }

    // The maximum V is our answer
    int solution = INT_MIN;
    for(int i = 0; i < size; i++){
        if(solution < V[i]) solution = V[i];
    }

    return solution;
}

int main()
{
    vector<int> A = {-5, 2, 3, 4, 5};
    vector<int> B = {-5, 1, 2, 0, -5};

    int solution = kadane_modified(A, B);
    cout << solution << endl;

    return 0;
}

输出

Answer 1

Kadane的算法计算每个位置的A结尾的最大总和（称为F [i]）。

您还可以在反向数组A上运行Kadane算法，以找到从每个位置开始的A的最大总和（称为R [i]）。

然后，我们可以使用这两个数组来计算最大子阵列和A [i：j] -B [k]，其中对于每个位置k，i <= k <= j（通过简单地计算F [k-1] +每个k）的[k] + R [k + 1] - B [k]。

然后，这解决了稍微不同的问题：找到满足i <= k <= j并且最大化A [i：j] -B [k]＆＃34;的间隔i：j。但是，这个最高值与选择B [k]为B [i：j]的最小值相同，所以这相当于你原来的问题。

这种方法的复杂性是O（n）。

卡丹的转折点

1 个答案: