Max Sum Plus Plus HDU - 1024

Now I think you have got an AC in Ignatius.L's "Max Sum" problem. To be a brave ACMer, we always challenge ourselves to more difficult problems. Now you are faced with a more difficult problem. 

Given a consecutive number sequence S 1, S 2, S 3, S 4 ... S x, ... S n (1 ≤ x ≤ n ≤ 1,000,000, -32768 ≤ S x ≤ 32767). We define a function sum(i, j) = S i + ... + S j (1 ≤ i ≤ j ≤ n). 

Now given an integer m (m > 0), your task is to find m pairs of i and j which make sum(i 1, j 1) + sum(i 2, j 2) + sum(i 3, j 3) + ... + sum(i m, j m) maximal (i x ≤ iy ≤ j x or i x ≤ j y ≤ j x is not allowed). 

But I`m lazy, I don't want to write a special-judge module, so you don't have to output m pairs of i and j, just output the maximal summation of sum(i x, j x)(1 ≤ x ≤ m) instead. ^_^ 
InputEach test case will begin with two integers m and n, followed by n integers S 1, S2, S 3 ... S n
Process to the end of file. 
OutputOutput the maximal summation described above in one line. 
Sample Input
1 3 1 2 3
2 6 -1 4 -2 3 -2 3
Sample Output
6
8


        
  
Hint

Huge input, scanf and dynamic programming is recommended.

#include<iostream>  
#include<cstdio>  
using namespace std;  
const int MAX=1000001;  
int dp[2][MAX];  
int w[MAX];  
int sum[MAX];//不做不知道,一做吓一跳,原来在主函数里开个sum[MAX],是不行的,因为MAX是在太大!  
  
/*这是我的老师贴出的提示!现在才理解到内涵! 
 
VC定义数组时请注意大小!定义时,局部数组大小<=1MB,全局数组<=2GB,定义时如果超过这个限制将会出现如"segment error"之类的错误.以下的程序可以帮助你证明这一点. 
 
以下程序数组如果再大点,运行出错,说明局部变量分配内存<=1MB 
#include<stdio.h> 
int main() 
{ 
int a[1024*1024/4-4000]; 
int i; 
for(i=0;i<1024*1024/4-4000;i++) 
{ 
a[i]=i; 
printf("%d\n",a[i]); 
} 
return 0; 
}  
 
以下程序数组如果再大点,运行出错,说明全局变量分配内存<=2GB 
#include<stdio.h> 
int a[1024*1024*470]; 
int main() 
{ 
long int i; 
for(i=0;i<1024*1024*470;i++) 
{ 
a[i]=i; 
printf("%d\n",a[i]); 
} 
return 0; 
} 
 
 
内存的三种分配方式:静态存储区分配,栈上分配,堆上分配。 全局数组是在静态存储区分配,而局部数组是在栈上分配,所以大小受到的限制不一样. 
*/  
  
int cmax(int a,int b)//求最大值  
{  
    return a>b?a:b;  
}  
  
int main()  
{  
    int i,k;  
    int m,n;  
      
    while(scanf("%d%d",&m,&n)>0)  
    {  
        sum[0]=0;  
        for(i=1;i<=n;i++)  
        {  
            cin>>k;  
            sum[i]=sum[i-1]+k;//sum[i]里存的是前i个元素的和  
            dp[0][i]=0;//从前i个元素中取0段,最大值为0  
        }  
//我们假设a[i]中存放该序列第i个值,w[i][k]表示前k个数分为i段,第k个数必须选这种情况下取得的最大值  
//b[i][k]表示在前k个数中取i段这种情况下取得的最大值  
  
//w[i][k]:前k个数分为i段,第k个数必须选;1:第k个数单独为1段;2:第k个数与前面的数连一块。w[i][k]=max(b[i-1][k-1],w[i][k-1])+a[k];  
//b[i][k]:前k个数分为i段,第k个数可选可不选;1:选第k个数,2:不选第k个数。b[i][k]=max(b[i][k-1],w[i][k])  
//w[i][k]=max(b[i-1][k-1],w[i][k-1])+a[k];  
//b[i][k]=max(b[i][k-1],w[i][k]);  
//w[i][k],b[i][i]容易求得,所以由b[i-1][k-1]->w[i][k]->b[i][k],只要知道b[0][k],全部都能成功运行!  
  
//当从k个元素中取j段,可以分为两种情况,即第k个元素可以取,也可以不取,取,那么a[k]要么是单独为一段b[i-1][k-1]+a[k];  
//要么是第k个数与前面的数连一块,即w[i][k-1]+a[k],故w[i][k]=max(b[i-1][k-1],w[i][k-1])+a[k];  
  
//要么不取 即b[i][k]=b[i][k-1];  
//综合起来,b[i][k]=max(b[i][k-1],w[i][k]);  
       int t=1;  
       for(i=1;i<=m;i++)//i表示在取i段,自然i<=m;  
       {  
             
           for(k=i;k<=n;k++)//为什么k从i开始?dp[i][k](k<i)是没有意义的!  
           {  
               if(i==k)  
               dp[t][k]=w[k]=sum[k];//从k个数中取k段的最大值是前k个数的和  
               else  
               {  
                   w[k]=cmax(dp[1-t][k-1],w[k-1])+sum[k]-sum[k-1];//w[k]表示k个元素取i段,a[k]必须取时的最大值  
        //w[i][k]=max(b[i-1][k-1],w[i][k-1])+a[k];  
                   dp[t][k]=cmax(dp[t][k-1],w[k]);//dp[t][k]表示在a[k]可取可不取这两种情况下取得的最大值  
                   //自然,dp[t][k]记录的就是在前k个元素中取i段时取得的最大值!  
               }  
           }  
           t=1-t;//t在1,0之间交替变换  
  //为什么要交替呢?这是为了节省空间  
  //仔细观察递归式  
  //w[i][k]=max(b[i-1][k-1],w[i][k-1])+a[k];  
  //b[i][k]=max(b[i][k-1],w[i][k]);  
  //我们发现,对于取i段,w[i][j]只与b[i-1][k-1]和w[i][k-1]有关,与之前的那一些项没有关系  
  //因此我们数组可以开小一点,用更新来覆盖掉前面的值!  
       }  
       cout<<dp[m%2][n]<<endl;//奇次轮还是偶次轮  
  
    }  
    system("pause");  
    return 0;  
}  


本题的大致意思为给定一个数组,求其分成m个不相交子段和最大值的问题。
设Num为给定数组,n为数组中的元素总数,Status[i][j]表示前i个数在选取第i个数的前提下分成j段的最大值,其中1<=j<=i<=n && j<=m,状态转移方程为:
Status[i][j]=Max(Status[i-1][j]+Num[i],Max(Status[0][j-1]~Status[i-1][j-1])+Num[i])
乍看一下这个方程挺吓人的,因为题中n的限定范围为1~1,000,000而m得限定范围没有给出,m只要稍微大一点就会爆内存。但仔细分析后就会发现Status[i][j]的求解只和Status[*][j]与Status[*][j-1]有关所以本题只需要两个一维数组即可搞定状态转移。
在进行更进一步的分析还会发现其实Max(Status[0][j-1]~Status[i-1][j-1])根本不需要单独求取。在求取now_Status(保存本次状态的数组)的过程中即可对pre_Status(保存前一次状态的数组)进行同步更新。
 
 
状态dp[i][j]
有前j个数,组成i组的和的最大值。
决策: 第j个数,是在第包含在第i组里面,还是自己独立成组。
方程 dp[i][j]=Max(dp[i][j-1]+a[j] , max( dp[i-1][k] ) + a[j] ) 0<k<j
空间复杂度,m未知,n<=1000000,  继续滚动数组。
时间复杂度 n^3. n<=1000000.  显然会超时,继续优化。
max( dp[i-1][k] ) 就是上一组 0....j-1 的最大值。我们可以在每次计算dp[i][j]的时候记录下前j个
的最大值 用数组保存下来  下次计算的时候可以用,这样时间复杂度为 n^2.
复制代码
/*
状态dp[i][j]有前j个数,组成i组的和的最大值。决策: 
第j个数,是在第包含在第i组里面,还是自己独立成组。
方程 dp[i][j]=Max(dp[i][j-1]+a[j] , max( dp[i-1][k] ) + a[j] ) 0<k<j
空间复杂度,m未知,n<=1000000,  继续滚动数组。 
时间复杂度 n^3. n<=1000000.  显然会超时,继续优化。
max( dp[i-1][k] ) 就是上一组 0....j-1 的最大值。
我们可以在每次计算dp[i][j]的时候记录下前j个的最大值 
用数组保存下来  下次计算的时候可以用,这样时间复杂度为 n^2.
*/

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#include<iostream>
using namespace std;
#define MAXN 1000000
#define INF 0x7fffffff
int dp[MAXN+10];
int mmax[MAXN+10];
int a[MAXN+10];
int main()
{
    int n,m;
    int i,j,mmmax;
    while(scanf("%d%d",&m,&n)!=EOF)
    {
        for(i=1;i<=n;i++)
        {
            scanf("%d",&a[i]);
            mmax[i]=0;
            dp[i]=0;
        }
        dp[0]=0;
        mmax[0]=0;    
        for(i=1;i<=m;i++)
        {
                mmmax=-INF;
                for(j=i;j<=n;j++)
                {
                    dp[j]=max(dp[j-1]+a[j],mmax[j-1]+a[j]);
                    mmax[j-1]=mmmax;
                    mmmax=max(mmmax,dp[j]);
                }    
        }  
        printf("%d\n",mmmax);  
          
    } 
    return 0;   
}    


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