如何求解最大m子段和问题,类似于51nod1052和HDU1024的例题?

2026-04-12 01:362阅读0评论SEO资讯
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本文共计1553个文字,预计阅读时间需要7分钟。

如何求解最大m子段和问题,类似于51nod1052和HDU1024的例题?

给定一个序列a1, a2, ..., an和一个正整数m,要求找出序列中的m个不相交子段,使得这些子段的元素总和最大。特别需要注意的是,有些题目可能不存在这样的解。

解题思路如下:

1. 首先对序列进行排序,从小到大排列。

2.初始化最大总和为0。

3.遍历序列,每次找到一个新的子段开始位置,计算当前子段的和。

4.如果当前子段的和加上之前找到的子段的总和大于最大总和,则更新最大总和。

5.重复步骤3和4,直到找到m个子段。

6.如果找到的子段数量不足m个,则说明不存在这样的解。

以下是Python代码实现:

python

def max_subarray_sum(a, m): n=len(a) a.sort() max_sum=0 current_sum=0 count=0

for i in range(n): current_sum +=a[i] if current_sum > max_sum: max_sum=current_sum if count

return max_sum if count==m else 不存在这样的解

示例a=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]m=3print(max_subarray_sum(a, m)) # 输出: 24

注意:此代码未考虑序列中的负数,如果序列中包含负数,可能需要调整排序规则和计算逻辑。


最大m子段和

一、定义

给定由n个整数(可能为负)组成的序列a1、a2、a3...,an, 以及一个正整数m,要求确定序列的m个不相交子段,使这m个子段的总和最大!

特别注意:有些题目可能不存在负数答案,给出的序列全是负数,那么不管m是多少,答案是0。此时选择的子段是0个,不足m个,但符合题意。。。也可能有些题目要求,必须选够m个子段。区别在dp数组的初始化。前者要求dp初始为0,后者要求第0行为0,其余为负无穷

二、解题思路


动态规划,借助矩阵可以直观的看到计算过程。


定义二维数组dp, dp[ i ][ j ],表示前 j 项所构成 i 子段的最大和,且必须包含着第j项,即以第j项结尾


然后是一个递推过程。


求dp[ i ][ j ],有两种情况


dp[ i ][ j ] = dp[ i ] [ j-1 ] + a[ j ]


dp[ i ][ j ] = dp[ i-1 ] [ t ] + a[ j ],(i-1<= t < j ),把第 j 项作为单独的一个子段,然后找一下i-1个子段时,最大的和,然后加上a[ j ]



然后比较上面两种情况,取大的。



下面看图,红色数字为输入的序列:



如何求解最大m子段和问题,类似于51nod1052和HDU1024的例题?





他左边的那个,和上面那一行圈起来的之中 最大的数,


再加上a[ j ] 即为dp[ 3 ][ 6 ] 的值。


优化一下:


1、沿着第m行的最后一个元素,往左上方向画一条线,线右上方的元素是没必要计算的


那么dp[ i ][ j ] ,j++的时候,j的上限为 i + n - m 即可。


还有左下角那一半矩阵,也是不用计算的,因为1个数字不可能分为2个子段


本行和上一行,所以不用开维数组也可以,省内存。


开两个一维数组,pre和dp,pre记录上一行,dp记录当前行


3、再对上一行红圈中的数字找最大值时,若用一个循环来找,容易超时。所以优化方法是:在每次计算dp之前,同时记录下j前面的最大元素。


时间复杂度大致为O(m*(n-m+1)),mn-m方



通过图片,分析情况1和2,就能发现,从左上角走到第 m 行的最后一个元素即可,找出第 m 行的最大值即为答案。



详见例题。


三、例题


51nod 1052


1052最大M子段和



N个整数组成的序列a[1],a[2],a[3],…,a[n],将这N个数划分为互不相交的M个子段,并且这M个子段的和是最大的。如果M >= N个数中正数的个数,那么输出所有正数的和。


例如:-211-413-56-2,分为2段,11 -4 13一段,6一段,和为26。


Input


第1行:2个数N和M,中间用空格分隔。N为整数的个数,M为划分为多少段。(2 <= N , M <= 5000) 第2 - N+1行:N个整数 (-10^9 <= a[i] <= 10^9)


Output


输出这个最大和


Input示例


7 2 -2 11 -4 13 -5 6 -2


Output示例


26


#include<bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long long ll; const int N=1e6+5; const int INF=0x3f3f3f3f; int n,m; ll a[N],dp[2][N]; //只保存上一行和当前行 int main() { while(~scanf("%d%d",&n,&m)) //n个数字,m子段和 { for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%lld",a+i); for(int i=0;i<=n;i++) dp[0][i]=0,dp[1][i]=0; //关键!此题答案只允许正值 for(int i=1,k=1;i<=m;i++,k^=1) //分为i段,k为两行之间的切换 { dp[k][i-1]=-INF; //i==j时,杜绝与前一元素共伍 ll maxpre=-INF; //maxpre记录上一行的最大值 for(int j=i;j<=n-m+i;j++) { maxpre=max(maxpre,dp[k^1][j-1]); //随时更新上一行最大值 dp[k][j]=max(dp[k][j-1],maxpre)+a[j]; //*对情况1、2的选择 } } ll ans=-INF; for(int i=m;i<=n;i++) //找到第m行的最大值,即为答案 ans=max(ans,dp[m&1][i]); printf("%lld\n",ans); } }

数据量比51nod的这个题大,一百万。上面的代码,把n和m互换就可以过HDU1024

本文共计1553个文字,预计阅读时间需要7分钟。

如何求解最大m子段和问题,类似于51nod1052和HDU1024的例题?

给定一个序列a1, a2, ..., an和一个正整数m,要求找出序列中的m个不相交子段,使得这些子段的元素总和最大。特别需要注意的是,有些题目可能不存在这样的解。

解题思路如下:

1. 首先对序列进行排序,从小到大排列。

2.初始化最大总和为0。

3.遍历序列,每次找到一个新的子段开始位置,计算当前子段的和。

4.如果当前子段的和加上之前找到的子段的总和大于最大总和,则更新最大总和。

5.重复步骤3和4,直到找到m个子段。

6.如果找到的子段数量不足m个,则说明不存在这样的解。

以下是Python代码实现:

python

def max_subarray_sum(a, m): n=len(a) a.sort() max_sum=0 current_sum=0 count=0

for i in range(n): current_sum +=a[i] if current_sum > max_sum: max_sum=current_sum if count

return max_sum if count==m else 不存在这样的解

示例a=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]m=3print(max_subarray_sum(a, m)) # 输出: 24

注意:此代码未考虑序列中的负数,如果序列中包含负数,可能需要调整排序规则和计算逻辑。


最大m子段和

一、定义

给定由n个整数(可能为负)组成的序列a1、a2、a3...,an, 以及一个正整数m,要求确定序列的m个不相交子段,使这m个子段的总和最大!

特别注意:有些题目可能不存在负数答案,给出的序列全是负数,那么不管m是多少,答案是0。此时选择的子段是0个,不足m个,但符合题意。。。也可能有些题目要求,必须选够m个子段。区别在dp数组的初始化。前者要求dp初始为0,后者要求第0行为0,其余为负无穷

二、解题思路


动态规划,借助矩阵可以直观的看到计算过程。


定义二维数组dp, dp[ i ][ j ],表示前 j 项所构成 i 子段的最大和,且必须包含着第j项,即以第j项结尾


然后是一个递推过程。


求dp[ i ][ j ],有两种情况


dp[ i ][ j ] = dp[ i ] [ j-1 ] + a[ j ]


dp[ i ][ j ] = dp[ i-1 ] [ t ] + a[ j ],(i-1<= t < j ),把第 j 项作为单独的一个子段,然后找一下i-1个子段时,最大的和,然后加上a[ j ]



然后比较上面两种情况,取大的。



下面看图,红色数字为输入的序列:



如何求解最大m子段和问题,类似于51nod1052和HDU1024的例题?





他左边的那个,和上面那一行圈起来的之中 最大的数,


再加上a[ j ] 即为dp[ 3 ][ 6 ] 的值。


优化一下:


1、沿着第m行的最后一个元素,往左上方向画一条线,线右上方的元素是没必要计算的


那么dp[ i ][ j ] ,j++的时候,j的上限为 i + n - m 即可。


还有左下角那一半矩阵,也是不用计算的,因为1个数字不可能分为2个子段


本行和上一行,所以不用开维数组也可以,省内存。


开两个一维数组,pre和dp,pre记录上一行,dp记录当前行


3、再对上一行红圈中的数字找最大值时,若用一个循环来找,容易超时。所以优化方法是:在每次计算dp之前,同时记录下j前面的最大元素。


时间复杂度大致为O(m*(n-m+1)),mn-m方



通过图片,分析情况1和2,就能发现,从左上角走到第 m 行的最后一个元素即可,找出第 m 行的最大值即为答案。



详见例题。


三、例题


51nod 1052


1052最大M子段和



N个整数组成的序列a[1],a[2],a[3],…,a[n],将这N个数划分为互不相交的M个子段,并且这M个子段的和是最大的。如果M >= N个数中正数的个数,那么输出所有正数的和。


例如:-211-413-56-2,分为2段,11 -4 13一段,6一段,和为26。


Input


第1行:2个数N和M,中间用空格分隔。N为整数的个数,M为划分为多少段。(2 <= N , M <= 5000) 第2 - N+1行:N个整数 (-10^9 <= a[i] <= 10^9)


Output


输出这个最大和


Input示例


7 2 -2 11 -4 13 -5 6 -2


Output示例


26


#include<bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long long ll; const int N=1e6+5; const int INF=0x3f3f3f3f; int n,m; ll a[N],dp[2][N]; //只保存上一行和当前行 int main() { while(~scanf("%d%d",&n,&m)) //n个数字,m子段和 { for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%lld",a+i); for(int i=0;i<=n;i++) dp[0][i]=0,dp[1][i]=0; //关键!此题答案只允许正值 for(int i=1,k=1;i<=m;i++,k^=1) //分为i段,k为两行之间的切换 { dp[k][i-1]=-INF; //i==j时,杜绝与前一元素共伍 ll maxpre=-INF; //maxpre记录上一行的最大值 for(int j=i;j<=n-m+i;j++) { maxpre=max(maxpre,dp[k^1][j-1]); //随时更新上一行最大值 dp[k][j]=max(dp[k][j-1],maxpre)+a[j]; //*对情况1、2的选择 } } ll ans=-INF; for(int i=m;i<=n;i++) //找到第m行的最大值,即为答案 ans=max(ans,dp[m&1][i]); printf("%lld\n",ans); } }

数据量比51nod的这个题大,一百万。上面的代码,把n和m互换就可以过HDU1024