算法系列-第十五题

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题目名称:买卖股票的最佳时机

给定一个数组 prices ,它的第 i 个元素 prices[i] 表示一支给定股票第 i 天的价格。

你只能选择 某一天 买入这只股票,并选择在 未来的某一个不同的日子 卖出该股票。设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。

返回你可以从这笔交易中获取的最大利润。如果你不能获取任何利润,返回 0 。

示例 1:

输入:[7,1,5,3,6,4]

输出:5

解释:在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出,最大利润 = 6-1 = 5 。

注意利润不能是 7-1 = 6, 因为卖出价格需要大于买入价格;同时,你不能在买入前卖出股票。

示例 2:

输入:prices = [7,6,4,3,1]

输出:0

解释:在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。


/**

* 解法一:暴力法(嵌套循环)

* 思路:

* (1)我们需要找出给定数组中两个数字之间的最大差值(即,最大利润)。

* (2)此外,第二个数字(卖出价格)必须大于第一个数字(买入价格)。

* 时间复杂度:O(n^2)。

* 空间复杂度:0(1),只使用了一个常数变量。

*/

function maxProfit(prices: number[]): number {

let maxprofit = 0;

  


for (let i = 0; i < prices.length - 1; i++) {

for (let j = i + 1; j < prices.length; j++) {

let profit = prices[j] - prices[i];

maxprofit = Math.max(maxprofit, profit);

}

}

  


return maxprofit;

}


/**

* 解法二:贪心

* 思路:

* (1)将第一天看成价格最低,后续遍历的时候遇到价格更低则更新价格最低,

* (2)每次都比较最大收益与当日价格减去价格最低的值,选取最大值作为最大收益

* 时间复杂度:O(n)。

* 空间复杂度:0(1),只使用了常数变量。

*/

function maxProfit(prices: number[]): number {

let maxprofit = 0;

if (prices.length === 0) return maxprofit;

  


let minprice = prices[0]; // 维护最低股票价格

  


for (let i = 0; i < prices.length; i++) {

minprice = Math.min(minprice, prices[i]);

maxprofit = Math.max(maxprofit, prices[i] - minprice);

}

  


return maxprofit;

}


/**

* 解法三:动态规划

* 思路:

* (1)用dp[i[0]表示 第i天不持股到该天为止的最大收益,dp[i][1]表 示第i天持股,到该天为止的最大收益。

* (2)(初始状态) 第一 天不持股,则总收益为0,dp[0][0]=0; 第- -天持股,则总收益为买股票的花费,此时为负数,dp[0][1] = - prices[0]。

* (3)(状态转移) 对于之后的每一天,如果当天不持股,有可能是前面的若干天中卖掉了或是还没买,因此到此为止的总收益和前一天相同,也有可能是当天才

* 卖掉,我们选择较大的状态dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i])

* (4) 如果当天持股,有可能是前面若千天中买了股票,当天还没卖,因此收益与前一天相同,也有可能是当天买入,此时收益为负的股价,同样是选取最大值:dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], -prices[i])。

* 时间复杂度:O(n),遍历一次数组

* 空间复杂度:0(n),动态规划富足数组的空间。

*/

function maxProfit(prices: number[]): number {

const len = prices.length;

if (len === 0) return 0;

  


const dp: number[][] = []; // dp[i][0]表示某一天不持股到该天为止的最大收益,dp[i] [1]表示某天持股,到该天为止的最大收益

for (let i = 0; i < len; i++) {

dp[i] = [];

}

dp[0][0] = 0; // 第一天不持股,总收益为0

dp[0][1] = -prices[0]; // 第一天持股,总收益为减去该天的股价

  


for (let i = 1; i < len; i++) {

// 遍历后续每天,状态转移

dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);

dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][1], -prices[i]);

}

  


return dp[len - 1][0]; // 最后一天不持股,到该天为止的最大收益

}