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算法刷题day35|动态规划:121. 买卖股票的最佳时机、122. 买卖股票的最佳时机 II、123. 买卖股票的最佳时机 III

算法刷题day35|动态规划:121. 买卖股票的最佳时机、122. 买卖股票的最佳时机 II、123. 买卖股票的最佳时机 III

121. 买卖股票的最佳时机

一维dp

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int maxProfit(vector<int>& prices) {
  4. if (prices.size() == 0) return 0;
  5. vector<int> dp(prices.size(), 0);
  6. dp[0] = 0;
  7. int mint = INT_MAX;
  8. for (int i = 1; i < prices.size(); i++){
  9. //更新最小股票值
  10. mint = min(mint, prices[i - 1]);
  11. //max(前一天的利润,今日利润)
  12. dp[i] = max(dp[i - 1], prices[i] - mint);
  13. }
  14. return dp[prices.size() - 1];
  15. }
  16. };

二维dp 

1.dp数组(dp table)以及下标的含义:dp[i][0] 表示第i天持有股票所得最多现金,dp[i][1] 表示第i天不持有股票所得最多现金

注意这里说的是“持有”,“持有”不代表就是当天“买入”!也有可能是昨天就买入了,今天保持持有的状态

2.递推公式

如果第i天持有股票即dp[i][0], 那么可以由两个状态推出来

  • 第i-1天就持有股票,那么就保持现状,所得现金就是昨天持有股票的所得现金 即:dp[i - 1][0]
  • 第i天买入股票,所得现金就是买入今天的股票后所得现金即:-prices[i]

那么dp[i][0]应该选所得现金最大的,所以dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], -prices[i]);

如果第i天不持有股票即dp[i][1], 也可以由两个状态推出来

  • 第i-1天就不持有股票,那么就保持现状,所得现金就是昨天不持有股票的所得现金 即:dp[i - 1][1]
  • 第i天卖出股票,所得现金就是按照今天股票价格卖出后所得现金即:prices[i] + dp[i - 1][0]

同样dp[i][1]取最大的,dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], prices[i] + dp[i - 1][0]);

 3.初始化:基础都是要从dp[0][0]和dp[0][1]推导出来。dp[0][0] -= prices[0];、dp[0][1] = 0;

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int maxProfit(vector<int>& prices) {
  4. int len = prices.size();
  5. if (len == 0) return 0;
  6. vector<vector<int>> dp(len, vector<int>(2));
  7. dp[0][0] -= prices[0];
  8. dp[0][1] = 0;
  9. for (int i = 1; i < len; i++) {
  10. dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], -prices[i]);
  11. dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], prices[i] + dp[i - 1][0]);
  12. }
  13. return dp[len - 1][1];
  14. }
  15. };

122. 买卖股票的最佳时机 II

本题,因为一只股票可以买卖多次,所以当第i天买入股票的时候,所持有的现金可能有之前买卖过的利润。

那么第i天持有股票即dp[i][0],如果是第i天买入股票,所得现金就是昨天不持有股票的所得现金 减去 今天的股票价格 即:dp[i - 1][1] - prices[i]。

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int maxProfit(vector<int>& prices) {
  4. int len = prices.size();
  5. vector<vector<int>> dp(len, vector<int>(2, 0));
  6. dp[0][0] -= prices[0];
  7. dp[0][1] = 0;
  8. for (int i = 1; i < len; i++) {
  9. dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] - prices[i]); // 注意这里是和121. 买卖股票的最佳时机唯一不同的地方。
  10. dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] + prices[i]);
  11. }
  12. return dp[len - 1][1];
  13. }
  14. };

123. 买卖股票的最佳时机 III

1.dp数组以及下标的含义

一天一共就有五个状态,

  1. 没有操作 (其实我们也可以不设置这个状态)
  2. 第一次持有股票
  3. 第一次不持有股票
  4. 第二次持有股票
  5. 第二次不持有股票

dp[i][j]中 i表示第i天,j为 [0 - 4] 五个状态,dp[i][j]表示第i天状态j所剩最大现金。

2.递推公式

达到dp[i][1]状态,有两个具体操作:

  • 操作一:第i天买入股票了,那么dp[i][1] = dp[i-1][0] - prices[i]
  • 操作二:第i天没有操作,而是沿用前一天买入的状态,即:dp[i][1] = dp[i - 1][1]

那么dp[i][1]究竟选 dp[i-1][0] - prices[i],还是dp[i - 1][1]呢?

一定是选最大的,所以 dp[i][1] = max(dp[i-1][0] - prices[i], dp[i - 1][1]);

同理dp[i][2]也有两个操作:

  • 操作一:第i天卖出股票了,那么dp[i][2] = dp[i - 1][1] + prices[i]
  • 操作二:第i天没有操作,沿用前一天卖出股票的状态,即:dp[i][2] = dp[i - 1][2]

所以dp[i][2] = max(dp[i - 1][1] + prices[i], dp[i - 1][2])

同理可推出剩下状态部分:

dp[i][3] = max(dp[i - 1][3], dp[i - 1][2] - prices[i]);

dp[i][4] = max(dp[i - 1][4], dp[i - 1][3] + prices[i]);

3.初始化:dp[0][0] = 0; dp[0][1] = -prices[0]; dp[0][2] = 0; dp[0][3] = -prices[0]; dp[0][4] = 0;

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int maxProfit(vector<int>& prices) {
  4. if (prices.size() == 0) return 0;
  5. vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(5, 0));
  6. dp[0][1] = -prices[0];
  7. dp[0][3] = -prices[0];
  8. for (int i = 1; i < prices.size(); i++) {
  9. dp[i][0] = dp[i - 1][0];
  10. dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] - prices[i]);
  11. dp[i][2] = max(dp[i - 1][2], dp[i - 1][1] + prices[i]);
  12. dp[i][3] = max(dp[i - 1][3], dp[i - 1][2] - prices[i]);
  13. dp[i][4] = max(dp[i - 1][4], dp[i - 1][3] + prices[i]);
  14. }
  15. return dp[prices.size() - 1][4];
  16. }
  17. };

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