代码随想录算法训练营第三十二天 | 122. 买卖股票的最佳时机 II、55. 跳跃游戏、45. 跳跃游戏 II

121 阅读4分钟

122. 买卖股票的最佳时机 II

代码随想录文章讲解

贪心算法

  • 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])

  • 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

  • 局部最优:收集每天的正利润,全局最优:求得最大利润

# Time complexity: O(n)
# Space complexity: O(1)
class Solution:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        result = 0
        for i in range(1, len(prices)):
            result += max(prices[i] - prices[i - 1], 0)
        return result

动态规划

class Solution:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        dp = [ [0, 0] for _ in range(len(prices))]
        # max money in hand at ith day with a stock in hand
        dp[0][0] = - prices[0]
        # max profit at ith day
        dp[0][1] = 0
        
        for i in range(1, len(prices)):
            # with a stock in hand and not buying stock, or without a stock in hand and buy a stock
            dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] - prices[i])
            # without stock in hand, or with a stock in hand and selling a stock
            dp[i][1] = max(dp[i-1][1], dp[i-1][0] + prices[i])
        
        return dp[-1][1]

55. 跳跃游戏

代码随想录文章讲解

贪心

  • 其实跳几步无所谓,关键在于可跳的覆盖范围!
  • 不一定非要明确一次究竟跳几步,每次取最大的跳跃步数,这个就是可以跳跃的覆盖范围。这个范围内,别管是怎么跳的,反正一定可以跳过来。
  • 那么这个问题就转化为跳跃覆盖范围究竟可不可以覆盖到终点!
  • 每次移动取最大跳跃步数(得到最大的覆盖范围),每移动一个单位,就更新最大覆盖范围。
  • 贪心算法局部最优解:每次取最大跳跃步数(取最大覆盖范围),整体最优解:最后得到整体最大覆盖范围,看是否能到终点
  • i每次移动只能在cover的范围内移动,每移动一个元素,cover得到该元素数值(新的覆盖范围)的补充,让i继续移动下去。
class Solution:
    def canJump(self, nums: List[int]) -> bool:
        max_cover = 0
        i = 0
        
        while i <= max_cover:
            max_cover = max(max_cover, i + nums[i])
            if max_cover >= len(nums) - 1:
                return True
            i += 1
        
        return False

45. 跳跃游戏 II

代码随想录文章讲解

贪心1

  • 本题要计算最小步数,那么就要想清楚什么时候步数才一定要加一呢?
  • 贪心的思路,局部最优:当前可移动距离尽可能多走,如果还没到终点,步数再加一。整体最优:一步尽可能多走,从而达到最小步数。
  • 思路虽然是这样,但在写代码的时候还不能真的就能跳多远跳远,那样就不知道下一步最远能跳到哪里了。
  • 所以真正解题的时候,要从覆盖范围出发,不管怎么跳,覆盖范围内一定是可以跳到的,以最小的步数增加覆盖范围,覆盖范围一旦覆盖了终点,得到的就是最小步数!
  • 这里需要统计两个覆盖范围,当前这一步的最大覆盖和下一步最大覆盖。如果移动下标达到了当前这一步的最大覆盖最远距离了,还没有到终点的话,那么就必须再走一步来增加覆盖范围,直到覆盖范围覆盖了终点。
class Solution:
    def jump(self, nums: List[int]) -> int:
        cur_max, next_max = 0, 0
        min_step = 0
        i = 0 
        
        for i in range(len(nums)):
            # i is in the range of current cover and what is the max next cover for the i in current cover?
            next_max = max(nums[i] + i, next_max)
            # choose to jump max step in each cover interval
            if i == cur_max:
                if cur_max != len(nums) - 1:
                    min_step += 1
                    cur_max = next_max
                    if next_max >= len(nums) - 1:
                        break
                else:
                    break
                    
        return min_step

贪心2

针对于方法一的特殊情况,可以统一处理,即:移动下标只要遇到当前覆盖最远距离的下标,直接步数加一,不考虑是不是终点的情况。

想要达到这样的效果,只要让移动下标,最大只能移动到nums.size - 2的地方就可以了。

因为当移动下标指向nums.size - 2时:

  • 如果移动下标等于当前覆盖最大距离下标, 需要再走一步(即ans++),因为最后一步一定是可以到的终点。(题目假设总是可以到达数组的最后一个位置
  • 如果移动下标不等于当前覆盖最大距离下标,说明当前覆盖最远距离就可以直接达到终点了,不需要再走一步
class Solution:
    def jump(self, nums: List[int]) -> int:
        cur_max, next_max = 0, 0
        min_step = 0
        i = 0 
        
        for i in range(len(nums) - 1):
            next_max = max(nums[i] + i, next_max)
            if i == cur_max:
                min_step += 1
                cur_max = next_max
                    
        return min_step