LeetCode刷题复盘笔记—一文搞懂贪心算法之122. 买卖股票的最佳时机 II问题(贪心算法系列第三篇)

news2024/12/25 12:20:13

今日主要总结一下可以0贪心算法解决的一道题目,122. 买卖股票的最佳时机 II

题目:122. 买卖股票的最佳时机 II

Leetcode题目地址
题目描述:
给你一个整数数组 prices ,其中 prices[i] 表示某支股票第 i 天的价格。

在每一天,你可以决定是否购买和/或出售股票。你在任何时候 最多 只能持有 一股 股票。你也可以先购买,然后在 同一天 出售。

返回 你能获得的 最大 利润 。

示例 1:

输入:prices = [7,1,5,3,6,4]
输出:7
解释:在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 3 天(股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5 - 1 = 4 。
随后,在第 4 天(股票价格 = 3)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 6 - 3 = 3 。
总利润为 4 + 3 = 7 。

示例 2:

输入:prices = [1,2,3,4,5]
输出:4
解释:在第 1 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天 (股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5 - 1 = 4 。
总利润为 4 。

示例 3:

输入:prices = [7,6,4,3,1]
输出:0
解释:在这种情况下, 交易无法获得正利润,所以不参与交易可以获得最大利润,最大利润为 0 。

提示:

1 <= prices.length <= 3 * 104
0 <= prices[i] <= 104

本题重难点

这道题之前用动态规划算法进行过详细讲解一文搞懂动态规划之122. 买卖股票的最佳时机 II问题,同时这道题还可以使用贪心算法解决!

本题首先要清楚两点:

只有一只股票!
当前只有买股票或者卖股票的操作
想获得利润至少要两天为一个交易单元。

贪心算法思路:这道题目可能我们只会想,选一个低的买入,再选个高的卖,再选一个低的买入…循环反复。

如果想到其实最终利润是可以分解的,那么本题就很容易了!

如何分解呢?

假如第0天买入,第3天卖出,那么利润为:prices[3] - prices[0]。

相当于(prices[3] - prices[2]) + (prices[2] - prices[1]) + (prices[1] - prices[0])。

此时就是把利润分解为每天为单位的维度,而不是从0天到第3天整体去考虑!

那么根据prices可以得到每天的利润序列:(prices[i] - prices[i - 1])…(prices[1] - prices[0])。

如图:

在这里插入图片描述

一些同学陷入:第一天怎么就没有利润呢,第一天到底算不算的困惑中。

第一天当然没有利润,至少要第二天才会有利润,所以利润的序列比股票序列少一天!

从图中可以发现,其实我们需要收集每天的正利润就可以,收集正利润的区间,就是股票买卖的区间,而我们只需要关注最终利润,不需要记录区间。

那么只收集正利润就是贪心所贪的地方!

局部最优:收集每天的正利润,全局最优:求得最大利润。

局部最优可以推出全局最优,找不出反例,试一试贪心!

C++代码

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) {
        int res = 0;
        for(int i = 1; i < prices.size(); i++){
            res += max(prices[i] - prices[i - 1], 0);
        }
        return res;
    }
};

时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(1)


总结

股票问题其实是一个系列的,属于动态规划的范畴,贪心算法只能解决部分问题,动态规划算法才是解决股票问题的系统性解法,所以使用动态规划算法解决股票问题使用动态规划算法解决122. 买卖股票的最佳时机 II问题必须要掌握!
这篇文章可以看出有时候,贪心往往比动态规划更巧妙,更好用,所以别小看了贪心算法。

本题中理解利润拆分是关键点! 不要整块的去看,而是把整体利润拆为每天的利润。

一旦想到这里了,很自然就会想到贪心了,即:只收集每天的正利润,最后稳稳的就是最大利润了。欢迎大家关注本人公众号:编程复盘与思考随笔(关注后可以免费获得本人在csdn发布的资源源码)

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