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LC122算法模式贪心 · 股票 II局部最优路标

买卖股票的最佳时机 II

可多次交易,累加所有上涨段 profit。

题目是什么

可多次交易,累加所有上涨段 profit。

解决什么问题

当前选择永久排除了哪些更差方案,为什么以后无需反悔?

核心结论

只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。

01交互算法精讲

先说结论:这道题到底解决什么

怎样从“可多次交易,累加所有上涨段 profit。”推导出 贪心 · 股票 II,并证明每次状态变化都不会漏掉答案?

中心结论:只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。

读完必须能回答
  1. 1.暴力方案在哪里重复计算,为什么仍然是正确基线?
  2. 2.当前选择永久排除了哪些更差方案,为什么以后无需反悔?
  3. 3.不变量“所有上升段累加等于最优多次交易。”为什么能保证算法安全前进?
02交互算法精讲

完整题目与题意拆解

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定股票第 i 天的价格。设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。你可以尽可能地完成更多的交易(多次买卖一支股票)。注意:你不能同时参与多笔交易(你必须在再次购买前出售掉之前的股票)。

在本站主例中,可多次交易,累加所有上涨段 profit。

算法最终需要得到或观察:利润 5+5=10 等上升段之和。

把题目翻译成状态
  • 输入:可多次交易,累加所有上涨段 profit。
  • 机器需要维护:累计 profit、i。
  • 最终可观察结果:利润 5+5=10 等上升段之和。
动画 1 · 题意扫描

先看清算法到底要维护什么

先建立输入、目标、输出和第一批状态,不急着进入模板。

Step 1/20%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice

正在加载算法场景...
03交互算法精讲

第一层方案:暴力做法

枚举全部决策组合会指数爆炸;贪心只保留能被交换论证或支配关系证明更优的选择。

暴力方案的价值是确认题意并提供正确性基线。它通常会覆盖所有候选, 但没有保存已经确认的信息,因此同一状态会被重新计算。

动画 2 · 暴力重复

重复工作究竟发生在哪里

把重复读取或重复搜索的区域明确标出,再决定优化必须保存什么。

Step 1/20%
先做对:建立暴力基线枚举所有候选并完整验证

在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice

正在加载算法场景...
优化方向:只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。
04交互算法精讲

整体地图:先做什么,再做什么

  1. 1建模把输入翻译成“局部最优路标”,明确答案需要观察什么。
  2. 2状态只维护 累计 profit、i。
  3. 3转移每一步按照 只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。
  4. 4收尾读取 利润 5+5=10 等上升段之和。,并复核边界与复杂度。
05交互算法精讲

局部最优路标:核心概念

局部选择必须带着“替换任何其他选择都不会更差”的证明。

这道题不是为了记住一个组件名称,而是为了让状态具有可解释的语义:累计 profit、i。

核心不变量
  • 所有上升段累加等于最优多次交易。
动画 3 · 核心概念

建立“局部最优路标”心智模型

用主例建立核心状态,先预测下一步,再公开正确分支和理由。

Step 1/30%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice

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06交互算法精讲

核心机制:状态如何一步步变化

这一题是第 121 题的加强版。要求输出最大收益,这一题不止买卖一次,可以买卖多次,买卖不能在同一天内操作。 最大收益来源,必然是每次跌了就买入,涨到顶峰的时候就抛出。只要有涨峰就开始计算赚的钱,连续涨可以用两两相减累加来计算,两两相减累加,相当于涨到波峰的最大值减去谷底的值。这一点看通以后,题目非常简单。

只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。

执行过程中持续维护:累计 profit、i。

正确性依赖以下不变量:所有上升段累加等于最优多次交易。

面试时可以压缩为:if prices[i+1]>prices[i] += 差,O(n)。

落到当前题,执行机制可以压缩为:只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。每一次更新都必须保持核心不变量,而不是只让样例碰巧得到正确答案。

动画 4 · 机制构建

一次状态转移为什么成立

集中观察一次选择、计算和状态写回,让变量变化与原因同时出现。

Step 1/50%
day 1: 若卖出利润 -6,best=0; minPrice=1best=max(best, price-min); min=min(min,price)

更新更低买入价

正在加载算法场景...
07交互算法精讲

正确性证明:为什么不会漏答案

初始化

初始化:算法开始时,全部合法候选仍在状态表示范围内;所有上升段累加等于最优多次交易。

保持

保持:执行“只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。”时,只删除已经能证明不可能的候选,并把新信息写回 累计 profit、i。

终止

终止:没有待处理状态或达到命中条件时,当前可观察结果就是“利润 5+5=10 等上升段之和。”。

正确性抓手不是“样例跑通”,而是每一帧结束后仍能复述:所有上升段累加等于最优多次交易。
08交互算法精讲

完整执行过程

  1. 1题目与输入可多次交易,累加所有上涨段 profit。 因为:只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。
  2. 2维护历史最低价 minPrice只能先买后卖一次。 因为:贪心:用历史最低买价最大化利润。
  3. 3day 2: 若卖出利润 4,best=4; minPrice=1尝试以历史最低买入。 因为:O(n) 一遍。
  4. 4预测下一步先不要看下一帧——根据当前不变量,预测算法接下来会怎么动。 因为:主动预测会暴露你对不变量的真实理解,比被动看动画有效得多。
  5. 5day 4: 若卖出利润 5,best=5; minPrice=1尝试以历史最低买入。 因为:O(n) 一遍。
  6. 6day 5: 若卖出利润 3,best=5; minPrice=1尝试以历史最低买入。 因为:O(n) 一遍。
  7. 7维护历史最低价 minPrice只能先买后卖一次。 因为:贪心:用历史最低买价最大化利润。
  8. 8收尾与复杂度利润 5+5=10 等上升段之和。 因为:时间 O(n) · 空间 O(1)。只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。
动画 5 · 完整执行

从输入完整走到可观察结果

从主例第一帧运行到答案,时间轴始终显示当前状态、因果解释和下一步。

Step 1/80%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice

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09交互算法精讲

把动画和 Go 代码逐行对应

代码窗口不会按容易漂移的固定数字行号硬绑动画,而是根据当前语义阶段, 在完整 Go 实现中定位选择、计算、写回或返回分支。当前变量与高亮行一起变化。

动画 6 · 代码映射

让每个动作都落到 Go 分支

重新执行关键分支,只显示当前代码附近窗口,并说明这行为什么在此刻运行。

Step 1/60%
维护历史最低价 minPricebest=0

在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice

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10交互算法精讲

完整 Go 提交代码与最小测试

完整 Go 解法
func maxProfit(prices []int) int {
	profit := 0
	for i := 0; i < len(prices)-1; i++ {
		if prices[i+1] > prices[i] {
			profit += prices[i+1] - prices[i]
		}
	}
	return profit
}
最小测试集合
func main() {
    // 1. 主例
    //    输入:mode="buy-sell-stock", prices=[7,1,5,3,6,4]
    //    期望:利润 5+5=10 等上升段之和。
    //
    // 2. 失败 / 未命中
    //    检查:DP 也能做但贪心更简。
    //
    // 3. 边界
    //    空输入、单元素、最小合法规模,以及答案恰好落在边界的情况。
    //
    // 4. 迁移
    //    LC121 一次;LC309 冷冻期
}

Go 参考实现基于 halfrost/LeetCode-Go 的 MIT 许可代码整理,并按本站教学结构补充解释与动画映射。

11交互算法精讲

正确性与复杂度

时间复杂度 O(n)

执行过程中只保留仍可能影响答案的状态。只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。

空间复杂度 O(1)

额外状态主要用于维护:累计 profit、i。

终局不变量
  • 所有上升段累加等于最优多次交易。
12交互算法精讲

最容易写错的地方

错误 1

DP 也能做但贪心更简。

边界复查

必须额外检查空输入、单元素、未命中或不可达情况,以及恰好落在边界的输入。

13交互算法精讲

最后复盘:带走逻辑链

  1. 1题意可多次交易,累加所有上涨段 profit。
  2. 2重复枚举全部决策组合会指数爆炸;贪心只保留能被交换论证或支配关系证明更优的选择。
  3. 3优化只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。
  4. 4证明所有上升段累加等于最优多次交易。
  5. 5复杂度时间 O(n),空间 O(1)
面试表达:if prices[i+1]>prices[i] += 差,O(n)。
迁移练习
  • LC121 一次
  • LC309 冷冻期