算法思想一:暴力法

解题思路:

需要找出给定数组中两个数字之间的最大差值(即,最大利润)。此外,第二个数字(卖出价格)必须大于第一个数字(买入价格)。
形式上,对于每组 i 和 j(其中 j>i)我们需要找出 max(prices[j]−prices[i])

代码展示:

Python版本
class Solution:
    def maxProfit(self , prices ):
        # write code here
        res = 0
        for i in range(len(prices)):
            for j in range(i + 1, len(prices)):
                res = max(res, prices[j] - prices[i])
        return res

复杂度分析:

时间复杂度O(N^2):循环了 n(n-1) / 2次
空间复杂度O(1):一个变量空间

算法思想二:动态规划

解题思路:

买卖股票有约束,根据题目意思,有以下两个约束条件:
    条件 1:你不能在买入股票前卖出股票;
    条件 2:最多只允许完成一笔交易。
因此 当天是否持股 是一个很重要的因素,而当前是否持股和昨天是否持股有关系,为此我们需要把 是否持股 设计到状态数组中

状态定义:
dp[i][j]:下标为 i 这一天结束的时候,手上持股状态为 j 时,我们持有的现金数。
    j = 0,表示当前不持股;
    j = 1,表示当前持股。
注意:这个状态具有前缀性质,下标为 i 的这一天的计算结果包含了区间 [0, i] 所有的信息,因此最后输出 dp[len - 1][0]

推导状态转移方程:
dp[i][0]:规定了今天不持股,有以下两种情况:
    昨天不持股,今天什么都不做;
    昨天持股,今天卖出股票(现金数增加),
    状态转移方程:dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);
dp[i][1]:规定了今天持股,有以下两种情况:
    昨天持股,今天什么都不做(现金数与昨天一样);
    昨天不持股,今天买入股票(注意:只允许交易一次,因此手上的现金数就是当天的股价的相反数)
    状态转移方程:dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][1], -prices[i]);

代码展示:

JAVA版本
import java.util.*;


public class Solution {
    /**
     * 
     * @param prices int整型一维数组 
     * @return int整型
     */
    public int maxProfit (int[] prices) {
        // write code here
        int len = prices.length;
        // 特殊判断
        if (len < 2) {
            return 0;
        }
        int[][] dp = new int[len][2];

        // dp[i][0] 下标为 i 这天结束的时候,不持股,手上拥有的现金数
        // dp[i][1] 下标为 i 这天结束的时候,持股,手上拥有的现金数

        // 初始化:不持股显然为 0,持股就需要减去第 1 天(下标为 0)的股价
        dp[0][0] = 0;
        dp[0][1] = -prices[0];

        // 从第 2 天开始遍历
        for (int i = 1; i < len; i++) {
            dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);
            dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][1], -prices[i]);
        }
        return dp[len - 1][0];
    }
}

复杂度分析:

时间复杂度O(N):只需要遍历一次
空间复杂度O(1):使用常数级变量空间

算法思想三:一次遍历

解题思路:

1、使用变量记录历史最低价格 minprice
2、则在第 i 天卖出股票能得到的利润就是 prices[i] - minprice
3、因此,我们只需要遍历价格数组一遍,记录历史最低点

代码展示:

Python版本
class Solution:
    def maxProfit(self , prices ):
        # write code here
        # 初始化最大值
        inf = int(1e9)
        minprice = inf
        maxprofit = 0
        for price in prices:
            maxprofit = max(price - minprice, maxprofit)
            # 找到最低股票价格
            minprice = min(price, minprice)
        return maxprofit

复杂度分析:

时间复杂度O(N):只需要遍历一次
空间复杂度O(1):使用常数级变量空间