C++中通过乘以数组前缀乘以-1来最大化数组的和


给定一个整数数组,任务是首先获取数组的前缀,然后将其乘以 -1,其次计算数组的前缀和,最后从生成的前缀数组中找到最大和。

前缀数组生成方式如下:

前缀数组 `prefixArray[0]` 的第一个元素 = 数组的第一个元素

前缀数组 `prefixArray[1]` 的第二个元素 = `prefixArray[0]` + `arr[1]`

前缀数组 `prefixArray[2]` 的第三个元素 = `prefixArray[1]` + `arr[2]`

前缀数组 `prefixArray[3]` 的第四个元素 = `prefixArray[2]` + `arr[3]`……等等。

让我们看看各种输入输出场景:

输入 - `int arr[] = {2, 4, 1, 5, 2}`

输出 - 前缀数组是:-2 2 3 8 10 通过将数组前缀乘以 -1 来最大化数组的和是:21

解释 - 给定一个整数数组。首先获取数组的前缀 2 并将其乘以 -1。因此,新数组将是 {-2, 4, 1, 5, 2}。现在,我们将形成前缀数组 {-2, 2, 3, 8, 10}。最后一步是最大化和,即 -2 + 2 + 3 + 8 + 10 = 21,这是最终输出。

输入 - `int arr[] = {-1, 4, 2, 1, -9, 6};`

输出 - 前缀数组是:1 5 7 8 -1 5 通过将数组前缀乘以 -1 来最大化数组的和是:19

解释 - 给定一个整数数组。首先获取数组的前缀 -1 并将其乘以 -1。因此,新数组将是 {1, 4, 2, 1, -9, 6}。现在,我们将形成前缀数组 {1, 5, 7, 8, -1, 5}。最后一步是最大化和,即 1 + 5 + 7 + 8 + 5 = 26,这是最终输出。(原文计算错误,应为26)

下面程序中使用的方法如下:

  • 声明一个整数数组和一个临时变量 x 为 -1,然后将 `arr[0]` 设置为 `arr[0] * x`。

  • 计算数组的大小。声明一个前缀数组 `prefix_arry[size]`。调用函数 `create_prefix_arr(arr, size, prefix_array)` 从给定数组生成前缀数组。打印前缀数组。

  • 调用函数 `maximize_sum(prefix_array, size)`,该函数将存储数组的最大和。

  • 在函数 `void create_prefix_arr(int arr[], int size, int prefix_array[])` 内部:

    • 将 `prefix_array[0]` 设置为 `arr[0]`。

    • 从 `i = 0` 开始循环到数组大小。在循环内,将 `prefix_array[i]` 设置为 `prefix_array[i-1] + arr[i]`。

  • 在函数 `int maximize_sum(int prefix_array[], int size)` 内部:

    • 声明一个临时变量 `temp` 并将其设置为 -1。

    • 从 `i = 0` 开始循环到数组大小。在循环内,将 `temp` 设置为 `max(temp, prefix_array[i])`。

    • 声明一个数组 `arr[temp + 1]` 并将其所有元素初始化为 0。

    • 从 `i = 0` 开始循环到数组大小。在循环内,设置 `arr[prefix_array[i]]++`。

    • 声明一个临时变量 `max_sum` 并将其设置为 0。声明一个变量 `int i = temp`。

    • 开始 `WHILE i > 0` 循环。检查 `IF arr[i] > 0`,则将 `max_sum` 设置为 `max_sum + i` 并递减 `arr[i-1]--` 和 `arr[i]--`。否则,将 `i` 递减 1。

    • 返回 `max_sum`。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define Max_size 5
//create the prefix array
void create_prefix_arr(int arr[], int size, int prefix_array[]) {
   prefix_array[0] = arr[0];
   for(int i=0; i<size; i++)  {
      prefix_array[i] = prefix_array[i-1] + arr[i];
   }
}
//find the maximum sum of prefix array
int maximize_sum(int prefix_array[], int size) {
   int temp = -1;
   for(int i = 0; i < size; i++) {
      temp = max(temp, prefix_array[i]);
   }
   int arr[temp + 1];
   memset(arr, 0, sizeof(arr));

   for(int i = 0; i < size; i++) {
      arr[prefix_array[i]]++;
   }
   int max_sum = 0;
   int i = temp;
   while(i>0) {
      if(arr[i] > 0) {
         max_sum = max_sum + i;
         arr[i-1]--;
         arr[i]--;
      } else {
         i--;
      }
   }
   return max_sum;
}

int main() {
   int arr[] = {2, 4, 1, 5, 2};
      int x = -1;
      arr[0] = arr[0] * x;
      int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
   int prefix_array[size];

   //call function to create a prefix array
   create_prefix_arr(arr, size, prefix_array);
   //print the prefix array
   cout<<"Prefix array is: ";
   for(int i = 0; i < size; i++) {
      cout << prefix_array[i] << " ";
   }
   //print the maximum sum of prefix array
   cout<<"\nMaximize the sum of array by multiplying prefix of array with -1 are:" <<maximize_sum(prefix_array, size);
   return 0;
}

输出

如果运行上述代码,它将生成以下输出

Prefix array is: -2 2 3 8 10
Maximize the sum of array by multiplying prefix of array with -1 are: 21

更新于:2021年10月22日

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