📜  将数字分为两部分,以使数字总和最大(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:53:51.191000             🧑  作者: Mango

将数字分为两部分,以使数字总和最大

在实际生活中,经常会遇到这样的问题:将一组数字分为两部分,使得这两部分数字的总和之差最小,甚至达到最大。

解法

这个问题可以使用动态规划算法来解决。具体思路如下:

  • 首先将所有数字相加,得到总和 sum
  • 接着创建一个大小为 (n+1)×((sum/2)+1) 的矩阵,其中 n 是数字的个数。矩阵的每个元素 dp[i][j] 表示前 i 个数字中选出若干数字,它们的和等于 j 是否成立,若成立则设为 True,否则设为 False
  • 初始化第一行和第一列为 True,因为选择若干个数字之和为零肯定是成立的。
  • 然后通过循环填充矩阵中的每个元素,计算是否存在若干个数字之和等于该元素的下标 j。如果存在,则将 dp[i][j] 设为 True,否则设为 dp[i-1][j] 的值。
  • 最后在整个矩阵的最后一行中找到最大的 j,使得 dp[n][j]True,则 (sum-j)-j 即为两部分数字的差值,也就是数字总和最大的值。

下面是实现此算法的 Python 代码:

def find_max_sum(arr):
    n = len(arr)
    # 计算数字总和
    total = sum(arr)
    # 创建矩阵
    dp = [[False] * (total // 2 + 1) for _ in range(n + 1)]
    # 初始化第一行和第一列
    for i in range(n + 1):
        dp[i][0] = True

    for j in range(total // 2 + 1):
        dp[0][j] = False

    # 填充矩阵
    for i in range(1, n + 1):
        for j in range(1, total // 2 + 1):
            dp[i][j] = dp[i-1][j]
            if arr[i-1] <= j:
                dp[i][j] |= dp[i-1][j-arr[i-1]]

    # 找到最大的 j 使得 dp[n][j] 为 True
    j = total // 2
    while j >= 0 and not dp[n][j]:
        j -= 1

    return (total - j) - j
总结

此问题可以通过动态规划算法解决,算法的时间复杂度为 $O(n\times sum)$,其中 $n$ 是数字的个数,$sum$ 是数字的总和,空间复杂度也为 $O(n\times sum)$。因为要求分成的两部分数字之和最大,所以可以先求出所有数字的总和,然后将其折半,转化为在原数组中找到一组数字之和最接近总和的一半的问题,通过动态规划算法求解即可。