代码随想录算法训练营第32天| 122.买卖股票的最佳时机 II、55. 跳跃游戏、45.跳跃游戏 II

股票交易与跳跃游戏:动态规划求解最大利润与到达目标的策略
本文介绍了如何通过动态规划解决股票买卖中寻找最大利润的问题,以及利用贪心算法判断在跳跃游戏中是否能到达终点,两种问题都涉及到时间复杂度和空间复杂度的优化。

122.买卖股票的最佳时机 II

题目链接:买卖股票的最佳时机 II

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 。

解题思想:

主要思想就是最终利润是可以分解到,

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])。

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

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i < prices.size(); i++) {
            sum += max(prices[i] - prices[i - 1], 0);
        }
        return sum;
    }
};
  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(1)

55. 跳跃游戏

题目链接:跳跃游戏

题目描述:给你一个非负整数数组 nums ,你最初位于数组的 第一个下标 。数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。

判断你是否能够到达最后一个下标,如果可以,返回 true ;否则,返回 false 。

解题思想:

本题可以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

class Solution {
public:
    bool canJump(vector<int>& nums) {
        int cover = 0;
        for (int i = 0; i <= cover; i++) {
            cover = max(cover, i + nums[i]);
            if (cover >= nums.size() - 1)
                return true;
        }
        return false;
    }
};
  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(1)

45.跳跃游戏 II

题目链接:跳跃游戏 II

题目描述:给定一个长度为 n 的 0 索引整数数组 nums。初始位置为 nums[0]

每个元素 nums[i] 表示从索引 i 向前跳转的最大长度。换句话说,如果你在 nums[i] 处,你可以跳转到任意 nums[i + j] 处:

  • 0 <= j <= nums[i]
  • i + j < n

返回到达 nums[n - 1] 的最小跳跃次数。生成的测试用例可以到达 nums[n - 1]

解题思想:

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,得到的就是最少步数!

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 {
public:
    int jump(vector<int>& nums) {
        if (nums.size() == 1)
            return 0;
        int result = 0;
        int cur_cover = 0;
        int next_cover = 0;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            next_cover = max(next_cover, i + nums[i]);
            if (i == cur_cover) {
                result++;
                cur_cover = next_cover;
                if (next_cover >= nums.size() - 1)
                    break;
            }
        }
        return result;
    }
};
  • 时间复杂度: O(n)
  • 空间复杂度: O(1)
第二十二算法训练营主要涵盖了Leetcode题目中的三道题目,分别是Leetcode 28 "Find the Index of the First Occurrence in a String",Leetcode 977 "有序数组的平方",和Leetcode 209 "长度最小的子数组"。 首先是Leetcode 28题,题目要求在给定的字符串中找到第一个出现的字符的索引。思路是使用双指针来遍历字符串,一个指向字符串的开头,另一个指向字符串的结尾。通过比较两个指针所指向的字符是否相等来判断是否找到了第一个出现的字符。具体实现的代码如下: ```python def findIndex(self, s: str) -> int: left = 0 right = len(s) - 1 while left <= right: if s[left == s[right]: return left left += 1 right -= 1 return -1 ``` 接下来是Leetcode 977题,题目要求对给定的有序数组中的元素进行平方,并按照非递减的顺序返回结果。这里由于数组已经是有序的,所以可以使用双指针的方法来解决问题。一个指针指向数组的开头,另一个指针指向数组的末尾。通过比较两个指针所指向的元素的绝对值的大小来确定哪个元素的平方应该放在结果数组的末尾。具体实现的代码如下: ```python def sortedSquares(self, nums: List[int]) -> List[int]: left = 0 right = len(nums) - 1 ans = [] while left <= right: if abs(nums[left]) >= abs(nums[right]): ans.append(nums[left ** 2) left += 1 else: ans.append(nums[right ** 2) right -= 1 return ans[::-1] ``` 最后是Leetcode 209题,题目要求在给定的数组中找到长度最小的子数组,使得子数组的和大于等于给定的目标值。这里可以使用滑动窗口的方法来解决问题。使用两个指针来表示滑动窗口的左边界和右边界,通过移动指针来调整滑动窗口的大小,使得滑动窗口中的元素的和满足题目要求。具体实现的代码如下: ```python def minSubArrayLen(self, target: int, nums: List[int]) -> int: left = 0 right = 0 ans = float('inf') total = 0 while right < len(nums): total += nums[right] while total >= target: ans = min(ans, right - left + 1) total -= nums[left] left += 1 right += 1 return ans if ans != float('inf') else 0 ``` 以上就是第二十二算法训练营的内容。通过这些题目的练习,可以提升对双指针和滑动窗口等算法的理解和应用能力。
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