121、買賣股票的最佳時機

121、買賣股票的最佳時機

給定一個數組,它的第i 個元素是一支給定股票第 i 天的價格。

如果你最多只允許完成一筆交易(即買入和賣出一支股票一次),設計一個演算法來計算你所能獲取的最大利潤。

注意:你不能在買入股票前賣出股票。

示例 1:

輸入: [7,1,5,3,6,4]
輸出: 5
解釋: 在第 2 天(股票價格 = 1)的時候買入,在第 5 天(股票價格 = 6)的時候賣出,最大利潤 = 6-1 = 5 。
     注意利潤不能是 7-1 = 6, 因為賣出價格需要大於買入價格;同時,你不能在買入前賣出股票。

示例 2:

輸入: [7,6,4,3,1]
輸出: 0
解釋: 在這種情況下, 沒有交易完成, 所以最大利潤為 0。

第一種方法:暴力法

"""
直接遍歷循環求解
"""
class Solution:
    def maxProfit(self, prices):
        n = len(prices)
        if n <= 1:
            return 0
        max_profit = 0
        for i in range(n):
            for j in range(i, n):
                if prices[i] < prices[j]:
                    profit = prices[j] - prices[i]
                    max_profit = max(profit, max_profit)
        return max_profit

時間複雜度O(n^2),空間複雜度O(1)

從上面運行時間超時,放到pycharm中運行結果正確,因此想辦法將時間降低。

第二種辦法:動態規劃

動態規劃步驟,

1、明確dp[i]表示的是什麼關係

2、找到dp[i]與dp[i - 1]的關係得出狀態轉移方程

3、確定初始條件,dp[0]

在這裡,1、dp[i]表示的是第i天的最大利潤。2、dp[i]與dp[i - 1]的關係得出狀態轉移方程是dp[i] = max(dp[i-1], price - min_price)(也就是前一天的利潤與今天的利潤最大的一個)。3、dp[0]表達的是0。

程式碼實現如下:

class Solution:
    def maxProfit(self, prices):
        n = len(prices)
        if n == 0 or n <= 1:return 0
        dp = [0]*n #初始化dp[0] = 0了
        min_price = prices[0]
        for i in range(1, n):
            min_price = min(min_price, pries[i]
            dp[i] = max(dp[i - 1], prices[i] - min_price)
        return dp[-1]

時間複雜度O(n),空間複雜度O(n)。

第三種辦法:一次遍歷解決(對動態規劃的優化)

class Solution:
    def maxProfit(self, prices):
        if not prices or len(prices) < 2:return 0
        min_price = float("inf")
        max_profit = 0
        for price in prices:
            min_price = min(min_price, price)
            max_profit = max(max_profit, price - min_price) 
        return max_profit

時間複雜度O(n),空間複雜度O(1)