贪心算法(Greedy Algorithm)是一种在每一步选择中都采取在当前状态下最好或最优(即最有利)的选择,从而希望导致结果是全局最好或最优的算法。贪心算法并不保证总是能得到全局最优解,但它通常能得到不错的解,而且其实现简单,效率高。
贪心算法的基本思路是:
- 建立数学模型:首先,将问题抽象化,建立数学模型。
- 选择贪心策略:分析问题的特点,确定贪心选择策略。贪心策略是每一步都选择当前状态下的最优解。
- 解决子问题:根据贪心策略,将原问题分解成若干个子问题,每个子问题都相对简单,并且易于解决。
- 合并解:逐步求解每个子问题,并将解合并,最终得到原问题的解。
贪心算法的特点
- 贪心选择性质:每一步都选择当前状态下的最优解。
- 无后效性:即某状态以后的过程不会影响以前的状态,只与当前状态有关。
- 最优子结构:问题的最优解包含其子问题的最优解。
贪心算法的应用实例
- 背包问题:存在最大容量为n的背包,以及其他中体积与价值不等的物品,每一物品的数量是无限的,求背包能装下的最多价值。
- 最短路径问题:
通过这些例子我们可以明白,由于贪心算法的贪心(每一步都选择当前状态下的最优解)以及短视(每一步仅考虑当前),其并不能保证最后能得到全局最优解。
贪心算法的局限性
贪心算法不能保证在所有情况下都得到全局最优解,因为它只关注当前状态下的最优解,而不考虑整体情况。在某些情况下,局部最优的选择可能会导致全局解不是最优的。因此,在使用贪心算法时,需要谨慎选择问题,并验证算法的有效性。
买卖股票的最佳时机Ⅰ
121. 买卖股票的最佳时机 - 力扣(LeetCode)
给定一个数组 prices
,它的第 i
个元素 prices[i]
表示一支给定股票第 i
天的价格。
你只能选择 某一天 买入这只股票,并选择在 未来的某一个不同的日子 卖出该股票。设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。
返回你可以从这笔交易中获取的最大利润。如果你不能获取任何利润,返回 0
。
示例 1:
输入:[3, 7, 1, 2, 5, 6, 4]
输出:5
解释:在第 3 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 6 天(股票价格 = 6)的时候卖出,最大利润 = 6 - 1 = 5 。
在阅读完题目之后,我们可以轻易的想出一种暴力方法,通过两重循环,找出问题的答案。
class Solution {
public:int maxProfit(vector<int>& prices) {int tmp = 0;int size = prices.size();for (int i = 0; i < size; i++) {for (int j = i + 1; j < size; j++) {if (prices[j] > prices[i]) {tmp = max(tmp, prices[j] - prices[i]);}elsebreak;}}return tmp;}
};
但是这种方法的时间复杂度较高,我们可以对其进行一些优化。
class Solution {
public:int maxProfit(vector<int>& prices) {int minn = prices[0];int tmp = 0;for(int i = 1;i<prices.size();i++){minn = min(prices[i],minn);tmp = max(tmp,prices[i]-minn);}return tmp;}
};