买卖股票的最佳时机 II
可多次交易,累加所有上涨段 profit。
可多次交易,累加所有上涨段 profit。
当前选择永久排除了哪些更差方案,为什么以后无需反悔?
只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。
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。
- 1.暴力方案在哪里重复计算,为什么仍然是正确基线?
- 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.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?
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。
- • 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。
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。
在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice
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。
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。
在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice
整体地图:先做什么,再做什么
- 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状态只维护 累计 profit、i。
- 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收尾读取 利润 5+5=10 等上升段之和。,并复核边界与复杂度。
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。
- • 所有上升段累加等于最优多次交易。
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。
在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice
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。
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。
更新更低买入价
正确性证明:为什么不会漏答案
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: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: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。”。
完整执行过程
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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。
在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice
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。
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。
在第 i 天卖出,利润 = prices[i]-minPrice
完整 Go 提交代码与最小测试
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
}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。
正确性与复杂度
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。
额外状态主要用于维护:累计 profit、i。
- • 所有上升段累加等于最优多次交易。
最容易写错的地方
DP 也能做但贪心更简。
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。
最后复盘:带走逻辑链
- 1题意可多次交易,累加所有上涨段 profit。
- 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优化只要 tomorrow>today 就加差价,等价于捕捉所有上升。
- 4证明所有上升段累加等于最优多次交易。
- 5复杂度时间 O(n),空间 O(1)
- • LC121 一次
- • LC309 冷冻期