贪心算法(二)

时间:2024-12-18 12:56:59

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一、最长递增子序列

二、递增的三元子序列

三、最长连续递增序列

四、买卖股票的最佳时机

五、买卖股票的最佳时机II


一、最长递增子序列

最长递增子序列

拿到这道题,我们最先想到的就是用动态规划的方法去解决它。使用动态规划的方法,我们只需要考虑元素能否接在他之前的某个元素后面,从而形成递增子序列。

而我们可以根据动态规划算法对其进行优化。我们并不需要关心这个递增子序列长什么样子,我们仅关心递增子序列的最后一个元素是什么。 

贪心策略: 

从前到后扫描每一个元素,当扫描第一个位置的元素时候,其实我们得到一个长度为1 的序列的最后一个位置的元素。如下图:

扫描到9的时候发现,9是接不到10后面的,所以9这个元素单独形成一个长度为1的序列,现在又找到一个长度为1的序列最后一个元素是9。此时贪心策略就来了,当我发现长度为1递增子序列有两个的时候,较大的就没有必要存了。 如下图:

扫描2的时候,2是接不到9后面的,所以2这个元素单独形成一个长度为1的序列,并且2小于9,所以不存9,存2。如下图:

扫描5的时候,我们其实有两种策略,第一种是让5单独形成一个长度为1的序列,第二种是让5拼到2的后面形成一个长度为2的序列。此时我们贪心选择第二种策略。因为要找最长递增子序列。如下图:

扫描到3的时候,3可以接在2的后面,但不能接在5的后面,所以递增序列长度为2的位置存较小的3。如下图:

扫描到7的时候,7可以接在2的后面,也可以接在3的后面,因为要找最长的递增序列,所以将7放在3的后面,形成长度为3的递增序列。如下图:

扫描到101的时候,101可以接在2的后面,也可以接在3的后面,也可以接在7的后面,因为要找最长的递增序列,所以将101放在7的后面,形成长度为4的递增序列。如下图:

扫描到18的时候,18可以接在2的后面,也可以接在3的后面,也可以接在7的后面,但无法接在101的后面,所以递增序列长度为4时,最后位置的元素存较小的18。如下图:

至此,所有的元素都已经扫描完毕了, 最终得到的最长递增子序列的长度是4。

我们在确定一个元素所在的位置的时候,可以使用二分查找,就不需要一一和前面的元素进行比较了。

解题代码:

class Solution 
{
public:
    int lengthOfLIS(vector<int>& nums) 
    {
        //贪心算法
        vector<int> ret;
        ret.push_back(nums[0]);
        int m = nums.size();

        for(int i = 1; i < m; i++)
        {
            int num = nums[i];
            if(num > ret.back())
            {
                ret.push_back(num);
            }
            else
            {
                int left = 0, right = ret.size()-1;
                while(left < right)
                {
                    int mid = left + (right-left) / 2;
                    if(ret[mid] >= num)
                        right = mid;
                    else
                        left = mid+1;
                }
                ret[left] = num;
            }
        }
        return ret.size();
    }
};

 


二、递增的三元子序列

递增的三元子序列

贪心策略:

这道题的贪心策略其实和第一题是一样的。但是我们只需要找长度为3的子序列。并且,我们只需要找到一个结果就可以返回了,不用去找完所有的三元子序列。

解题代码:

class Solution 
{
public:
    bool increasingTriplet(vector<int>& nums) 
    {
        int m = nums.size();
        if(m < 3)
            return false;

        vector<int> ret;
        ret.push_back(nums[0]);
        for(int i = 1; i < m; i++)
        {
            if(ret.back() < nums[i])
                ret.push_back(nums[i]);
            else
            {
                for(int j = 0; j < ret.size(); j++)
                {
                    if(ret[j] >= nums[i])
                    {
                        ret[j] = nums[i];
                        break;
                    }
                }
            }

            if(ret.size() == 3)
                return true;
        }

        if(ret.size() == 3)
            return true;
        else
            return false;
    }
};

 


三、最长连续递增序列

最长连续递增序列

贪心策略:

用指针 i 固定一个数。然后再来一个指针 j,让这个指针 j 向后移动,去找以 i 位置为起点的最长的连续递增序列。只要 j 位置元素比 j-1 位置元素大,j就往后移动,当 j 位置元素比 j-1 位置元素小就结束,此时就找到了以 i 位置为起点的最长连续的递增序列。

然后,i 移动到 j 位置,以 j 位置为起点,j 向后移动往后找,去找下一个递增子序列。

解题代码:

class Solution 
{
public:
    int findLengthOfLCIS(vector<int>& nums) 
    {
        int m = nums.size();
        int len = INT_MIN;
        for(int i = 0; i < m;)
        {
            int j = i+1;
            while(j < m && nums[j-1] < nums[j])
                j++;
            len = max(len, j-i);
            i = j;
        }
        return len;
    }
};

 


四、买卖股票的最佳时机

买卖股票的最大时机

题目明确要求:股票只能在某一天买入,并在未来某一天卖出。我们先来看看暴力解法。

我们按顺序固定某一天将股票卖出,那么我们就需要在它之前去找到买入股票的时间。

题目要求利润最大,因为我们固定的是卖出,所以收入是知道的,为了利润最大,我们需要在卖出之前找买入股票花费最少的时间。那么,我们就需要从前往后去遍历,使卖出收入减去买入支出的值最大,也就是找股票价格最小的时间。

暴力解法的时间复杂度是 O(n^2)。

贪心策略: 

暴力解法的时间复杂度慢,慢就慢在,我们在找买入股票花费最少的时间时,是从前往后遍历的。

而如果我们使用一个变量来记录在这之前的股票价格的最小值,我们就不再需要从前往后遍历了。

解题代码:

class Solution 
{
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) 
    {
        // 贪心算法
        int maxprofit = INT_MIN;
        int minprice = prices[0];
        for(int i = 1; i < prices.size(); i++)
        {
            maxprofit = max(maxprofit, prices[i] - minprice);
            minprice = min(minprice, prices[i]);
        }
        return maxprofit < 0 ? 0 : maxprofit;
    }
};

 


五、买卖股票的最佳时机II

买卖股票的最佳时机II

贪心策略:

这道题允许我们多次买卖股票,但是每次只能持有一支股票。

如下图,我们只要找到所有能够获得正收益的一段,就可以将其利润算上。只要是上升的一段区域,我们都可以将其利润拿到。最后的结果就是最大利润。

解题代码:

class Solution 
{
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) 
    {
        // 贪心算法
        int m = prices.size();
        int maxprofit = 0;
        for(int i = 0; i < m;)
        {
            int j = i+1;
            while(j < m && prices[j-1] < prices[j])
                j++;
            if(prices[j-1] > prices[i])
                maxprofit += prices[j-1]-prices[i];
            i = j;
        }
        return maxprofit;
    }
};