二刷算法训练营Day32 | 贪心算法(2/6)

2024-06-15 18:20

本文主要是介绍二刷算法训练营Day32 | 贪心算法(2/6),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

详细布置:

1. 122. 买卖股票的最佳时机 II

2. 55. 跳跃游戏

3. 45. 跳跃游戏 II

4. 1005. K 次取反后最大化的数组和


详细布置:

1. 122. 买卖股票的最佳时机 II

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 。

建议:本题解法很巧妙,本题大家可以先自己思考一下然后再看题解,会有惊喜!

这道题目可能我们只会想,选一个低的买入,再选个高的卖,再选一个低的买入.....循环反复。

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])。

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

那么只收集正利润就是贪心所贪的地方!

局部最优:收集每天的正利润,全局最优:求得最大利润

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

2. 55. 跳跃游戏

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 。

建议:本题如果没接触过,很难想到,所以不要自己憋时间太久,读题思考一会,没思路立刻看题解

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

局部最优推出全局最优,找不出反例,试试贪心!

class Solution:def canJump(self, nums: List[int]) -> bool:cover = 0if len(nums) == 1: return Truei = 0# python不支持动态修改for循环中变量,使用while循环代替while i <= cover:cover = max(i + nums[i], cover)if cover >= len(nums) - 1: return Truei += 1return False

3. 45. 跳跃游戏 II

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]

建议:本题同样不容易想出来。贪心就是这样,有的时候 会感觉简单到离谱,有时候,难的不行,主要是不容易想到。

本题要计算最少步数,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,从而达到最少步数。

思路虽然是这样,但在写代码的时候还不能真的能跳多远就跳多远,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:def jump(self, nums):if len(nums) == 1:return 0cur_distance = 0  # 当前覆盖最远距离下标ans = 0  # 记录走的最大步数next_distance = 0  # 下一步覆盖最远距离下标for i in range(len(nums)):next_distance = max(nums[i] + i, next_distance)  # 更新下一步覆盖最远距离下标if i == cur_distance:  # 遇到当前覆盖最远距离下标ans += 1  # 需要走下一步cur_distance = next_distance  # 更新当前覆盖最远距离下标(相当于加油了)if next_distance >= len(nums) - 1:  # 当前覆盖最远距离达到数组末尾,不用再做ans++操作,直接结束breakreturn ans

4. 1005. K 次取反后最大化的数组和

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ,按以下方法修改该数组:

  • 选择某个下标 i 并将 nums[i] 替换为 -nums[i] 。

重复这个过程恰好 k 次。可以多次选择同一个下标 i 。

以这种方式修改数组后,返回数组 可能的最大和 。

题的解题步骤为:

  • 第一步:将数组按照绝对值大小从大到小排序,注意要按照绝对值的大小
  • 第二步:从前向后遍历,遇到负数将其变为正数,同时K--
  • 第三步:如果K还大于0,那么反复转变数值最小的元素,将K用完
  • 第四步:求和
class Solution:def largestSumAfterKNegations(self, A: List[int], K: int) -> int:A.sort(key=lambda x: abs(x), reverse=True)  # 第一步:按照绝对值降序排序数组Afor i in range(len(A)):  # 第二步:执行K次取反操作if A[i] < 0 and K > 0:A[i] *= -1K -= 1if K % 2 == 1:  # 第三步:如果K还有剩余次数,将绝对值最小的元素取反A[-1] *= -1result = sum(A)  # 第四步:计算数组A的元素和return result

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