javascript算法之从会用到理解 - 贪心算法

简介: javascript算法之从会用到理解 - 贪心算法

前言

贪心算法,算法结构一如其名,以局部最优解,进行小范围的最优累加!

贪心算法的核心就是要找出问题的贪心策略,贪心策略的本质逻辑就是每一次都选择当前的最优解,直到得出全局的最优解,但是每一次的局部最优解不能和最终的全局最优解划上等号,不从整体考虑所有的可能,每次都是采用局部最优,不回溯,所以有时无法得出最优解,这也就是贪心策略的缺点。

此次题目依旧来自leecode。

1. 贪心算法

1.1 leecode题目-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

例子:

输入:prices = [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 。
     总利润为 4 + 3 = 7 。

1.2 分解题目

  • 可在同一天买进、卖出,意味着当第二天价格高于第一天的时候,可以选择当天卖出,也就是最小利润为0,不会出现负值利润
  • 不是每天必须出售,所以,当为第n天买入,发现第n+1天价格大于第n天,则利润累加,发现第n+2天价格大于第n+1天,则利润累加,发现第n+3天价格小于第n-2天,则不累加;

1.3 解题思路

遍历循环,由于要对比两个元素的差值,所以,默认循环从索引1的位置开始,设定初始利润为0,则判断第i天与第 i -1 天销售价格的差额是否大于0,如果大于0,则累加利润,如果小于等于0,则意味着当天买进并卖出。

1.4 代码

function greedy(prices) {
  let length = prices.length;
  let num = 0;
  for (let i = 1; i < length; i++) {
    num += Math.max(0, prices[i] - prices[i - 1]);
  }
  return num;
}
greedy([7, 1, 5, 3, 6, 4]);

输出值num为7;

1.5 复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n),其中n 为数组的长度。我们只需要遍历一次数组即可。
  • 空间复杂度:O(1)。只需要常数空间存放若干变量。

1.6 缺点举例

这里举一个例子来说明贪心策略,就是找零钱的例子。

假如你有25分、10分、5分、1分的硬币,现在要找给客人41分零钱,如何办到找的硬币个数最少?

运用贪心策略,要达到硬币个数最少,那么每一次就尽量找硬币面值最大的,步骤如下:

选择25分硬币,还剩下16分;
选择10分硬币,还剩下6分;
选择5分硬币,还剩下1分;
选择1分硬币,找完。
最后41分零钱需要找4个硬币,分别是25、10、5、1 各一个。这个解是一个最优解了。

当把题目给做一下调整,假如你有25分、20分、5分、1分硬币,现在要找给客人41分零钱,如何办到找的硬币个数最少?

这里还运用贪心策略,步骤如下:

选择25分硬币,还剩下16分;
选择5分硬币,还剩下11分;
选择5分硬币,还剩下6分;
选择5分硬币,还剩下1分;
选择1分硬币,找完。
最后41分零钱需要找5个硬币,25分一个,5分有3个,1分有1个。但是这个并不是最优解。最优的解应该是20分有两个,1分一个,总共三个硬币就可以了。

2.总结

由上面两个找零钱的例子,可以总结为只看到眼前的利益,走一步看一步,看不到长远的利益。

所以一般来说,贪心算法可以作为辅助算法,不能做严格的算法。

寄语

贪婪是七宗罪之一,执着与眼前的利弊,只会让你越陷越深
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