LeetCode之旅（C/C++/Java/Python）：122. 买卖股票的最佳时机 II
PS:不明之处，请君留言，以期共同进步！
题目描述：
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）。
示例 1:
输入: [7,1,5,3,6,4]
输出: 7
解释: 在第 2 天（股票价格 = 1）的时候买入，在第 3 天（股票价格 = 5）的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。
随后，在第 4 天（股票价格 = 3）的时候买入，在第 5 天（股票价格 = 6）的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 6-3 = 3 。
示例 2:
输入: [1,2,3,4,5]
输出: 4
解释: 在第 1 天（股票价格 = 1）的时候买入，在第 5 天 （股票价格 = 5）的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。
注意你不能在第 1 天和第 2 天接连购买股票，之后再将它们卖出。
因为这样属于同时参与了多笔交易，你必须在再次购买前出售掉之前的股票。
示例 3:
输入: [7,6,4,3,1]
输出: 0
解释: 在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。
代码实现：
思路一：峰谷法
假设给定数组：[7,1,5,3,6,4]，我们将其绘制成图表：
分析图表可知，先求相邻的波峰和波谷之差（即peak - valley），再求这些差值之和，这样得到的结果最大。因为如上图所示，A+B>C，而且总是这样。
C语言
int maxProfit(int* prices, int pricesSize)
{
if(NULL == prices || 0 == pricesSize)
return 0;
int valley = prices[0];//这里使用到下标，因此必须进行前面的判断
int peak = prices[0];
int maxProfix = 0;
int i = 0;
while(i < pricesSize - 1)
{
while(i < pricesSize - 1 && prices[i] >= prices[i + 1])
++i;
valley = prices[i];
while(i < pricesSize - 1 && prices[i] <= prices[i + 1])
++i;
peak = prices[i];
maxProfix += peak - valley;
}
return maxProfix;
}
C++语言
class Solution {
public:
int maxProfit(vector<int>& prices)
{
if(prices.empty()) //必须做判断，否则会报错
return 0;
int valley = prices[0];
int peak = prices[0];
int maxProfix = 0;
int i = 0;
while(i < prices.size() - 1)
{
while(i < prices.size() - 1 && prices[i] >= prices[i + 1])
++i;
valley = prices[i];
while(i < prices.size() - 1 && prices[i] <= prices[i + 1])
++i;
peak = prices[i];
maxProfix += peak - valley;
}
return maxProfix;
}
};
出现过的问题：
刚开始我没有在C++代码中判断prices是否为空：
if(prices.empty())
return 0;
因此在提交代码时报错：
执行出错信息：
Line 933: Char 34: runtime error: reference binding to null pointer of type 'value_type' (stl_vector.h)
最后执行的输入：[]
提示信息的含义是当输入的prices为[]即空数组时报错，所以后来我添加了判断prices是否为空代码。
但是，在C语言写的代码中即使没有此类代码：
if(NULL == prices || 0 == pricesSize)
return 0;
也不会报错，是没有像C++中的vector那样的错误检查机制嘛？
思路二：简单的一次遍历
假设给定数组：[1, 7, 2, 3, 6, 7, 6, 7]，将其绘制成图表：
简单的考虑问题，就像爬山一样，先翻过一座山，再翻过一座山……其实只要我们把每次上山过程中上升的海拔相加，就是我们爬完所有山需要上升的总海拔，也就是我们可以获得的最大利润。设想一下，如果我们可以隔过几座山不用爬，或者直接从第一座山上移动到最后一座山上，那岂不是能省很多力气，就是说会减少很多海拔上升的过程，然而每次海拔上升的过程都代表我们正在获利，那样的话，回到这道题中，我们就少获得了很多利润。
C语言
int maxProfit(int* prices, int pricesSize)
{
//没有使用下标，不必做数组是否为空的判断
int maxProfix = 0;
for(int i = 0; i < pricesSize - 1; ++i)
if(prices[i] < prices[i + 1])
maxProfix += prices[i + 1] - prices[i];
return maxProfix;
}
C++语言
class Solution {
public:
int maxProfit(vector<int>& prices)
{
if(prices.empty())//必须做判断，不然会报错
return 0;
int maxProfix = 0;
for(int i = 0; i < prices.size() - 1; ++i)
if(prices[i] < prices[i + 1])
maxProfix += prices[i + 1] - prices[i];
return maxProfix;
}
};
Java语言
class Solution {
public int maxProfit(int[] prices) {
int max = 0;
int size = prices.length;
for (int i = 0; i < size - 1; ++i)
if (prices[i] < prices[i + 1])
max += prices[i + 1] - prices[i];
return max;
}
}
Python语言
class Solution(object):
def maxProfit(self, prices):
"""
:type prices: List[int]
:rtype: int
"""
maxProfix = 0
if prices == None:
return maxProfix
for i in range(len(prices) - 1):
if prices[i] < prices[i + 1]:
maxProfix += prices[i + 1] - prices[i]
return maxProfix
Python3语言
class Solution:
def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
maxProfix = 0
if prices == None:
return 0
for i in range(len(prices) - 1):
if prices[i] < prices[i + 1]:
maxProfix += prices[i + 1] - prices[i]
return maxProfix
思路三：暴力法
计算所有可能的交易组合的利润，并找出它们中的最大利润。
假设给定数组：prices = [1,2,3,4,5,…]
我们可以考虑第一笔交易是第一天买入，第二天卖出，这种情况下的最大利润是：
收益1 = (prices[1] - prices[0]) + 最大利润([3,4,5,…])
我们也可以考虑第一笔交易是第一天买入，第三天卖出，这种情况下的最大利润是：
收益2 = (prices[2] - prices[0]) + 最大利益([4,5,…])
如此类推，假设第一笔交易共有N种可能，那么最大利润就是上述N种情况中的最大值。
显然这是一种标准的递归算法。
Java语言
class Solution {
public int maxProfit(int[] prices) {
return calculate(prices, 0);
}
public int calculate(int prices[], int s) {
if (s >= prices.length)
return 0;
int max = 0;
for (int start = s; start < prices.length; start++) {
int maxprofit = 0;
for (int end = start + 1; end < prices.length; end++) {
if (prices[start] < prices[end]) {
int profit = calculate(prices, end + 1) + prices[end] - prices[start];
if (profit > maxprofit)
maxprofit = profit;
}
}
if (maxprofit > max)
max = maxprofit;
}
return max;
}
}
Python语言
class Solution:
def maxProfit(self, prices):
"""
:type prices: List[int]
:rtype: int
"""
if len(prices) <= 1:
return 0
else:
maxProfix = 0
for startPos in range(len(prices) - 1):
for endPos in range(startPos + 1, len(prices), 1):
if prices[endPos] > prices[startPos]: #一种可能的第一笔交易
profix = prices[endPos] - prices[startPos] + self.maxProfit(prices[endPos + 1:])
if profix > maxProfix:
maxProfix = profix
return maxProfix