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动态规划股票买卖问题

字数统计: 1.8k阅读时长: 7 min
2024/03/09

动态规划

[121] 买卖股票的最佳时机

LeetCode Easy

题目

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

解法

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// dp[i][0]表示第i天持有股票:
// 那么有可能是i-1天就持有今天保持dp[i-1][0],也有可能是昨天没有但是今天买入-prices[i](只允许买卖一次所以不继承前面的状态)

// dp[i][1]表示第i天不持有股票
// 那么有可能是i-1天就不持有今天保持dp[i-1][1],也有可能是昨天有但是今天卖出dp[i-1][0] + prices[i]
// dp[0][0] = -prices[i],dp[0][1] = 0

// 因为只依赖于前一天的值所以可以使用滚动数组来做,dp[0]要放在后面更新,因为dp[1]依赖于上一条的dp[0]的值

代码

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class Solution {
public:
int maxProfit(vector<int>& prices) {
int n = prices.size();
vector<int> dp(2);
dp[0] = -prices[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
dp[1] = max(dp[1], dp[0] + prices[i]);
dp[0] = max(dp[0], -prices[i]);
}
return dp[1];
}
};

[122] 买卖股票的最佳时机Ⅱ

LeetCode Medium

题目

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

解法

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// 相比于上一题可以购买多次
// 持有股票:dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] - prices[i])
// 不持有股票:dp[i][1] = max(dp[i-1][1], dp[i-1][0] + prices[i])
// 初始化 => dp[0] = -prices[i]
// 最后一定是不持有股票

代码

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class Solution {
public:
int maxProfit(vector<int>& prices) {
int n = prices.size();
vector<int> dp(2);
dp[0] = -prices[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
int t1 = dp[0], t2 = dp[1];
dp[0] = max(dp[0], t2 - prices[i]);
dp[1] = max(dp[1], t1 + prices[i]);
}
return dp[1];
}
};

[123] 买卖股票的最佳时机Ⅲ

LeetCode Hard

题目

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定的股票在第 i 天的价格。

设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。你最多可以完成 两笔 交易。

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)。

解法

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// 设置四个状态:第一次持有,第一次不持有;第二次持有,第二次不持有
// dp[i][0] = max(dp[i-1][0], 0 - prices[i]);
// dp[i][1] = max(dp[i-1][1], dp[i-1][0] + prices[i]);
// dp[i][2] = max(dp[i-1][2], dp[i-1][1] - prices[i]);
// dp[i][3] = max(dp[i-1][3], dp[i-1][2] + prices[i]);

// 换成一维,初始化 => dp[0] = -prices[0], dp[2] = -prices[0];

代码

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class Solution {
public:
int maxProfit(vector<int>& prices) {
if (prices.size() == 0) return 0;
vector<int> dp(5, 0);
dp[1] = -prices[0], dp[3] = -prices[0];
for (int i = 1; i < prices.size(); i++) {
dp[1] = max(dp[1], 0 - prices[i]);
dp[2] = max(dp[2], dp[1] + prices[i]);
dp[3] = max(dp[3], dp[2] - prices[i]);
dp[4] = max(dp[4], dp[3] + prices[i]);
}
return dp[4];
}
};

[188] 买卖股票的最佳时期Ⅳ

LeetCode Hard

题目

给你一个整数数组 prices 和一个整数 k ,其中 prices[i] 是某支给定的股票在第 i 天的价格。

设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。你最多可以完成 k 笔交易。也就是说,你最多可以买 k 次,卖 k 次。

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)。

解法

在上一题的基础上加上一个维度即可

dp[k][0]表示第k次持有,dp[k][1]表示第k次不持有

代码

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class Solution {
public:
int maxProfit(int k, vector<int>& prices) {
// 0持有,1不持有
int n = prices.size();
vector<vector<int>> dp(k + 1, vector<int>(2, 0));
// 引入第0次跳过特判
for (int i = 1; i <= k; i++) dp[i][0] = -prices[0];

for (int i = 1; i < n; i++) {
for (int j = 1; j <= k; j++) {
// 第j次持有,那么就是持有保持或者j-1次不持有的基础上这次买入
dp[j][0] = max(dp[j][0], dp[j - 1][1] - prices[i]);
// 第j次不持有,那么就是不持有保持或者j次持有然后完成卖出
dp[j][1] = max(dp[j][1], dp[j][0] + prices[i]);
}
}
return dp[k][1];
}
};

[714] 买卖股票的最佳时机含手续费

LeetCode Medium

题目

给定一个整数数组 prices,其中 prices[i]表示第 i 天的股票价格 ;整数 fee 代表了交易股票的手续费用。

你可以无限次地完成交易,但是你每笔交易都需要付手续费。如果你已经购买了一个股票,在卖出它之前你就不能再继续购买股票了。

返回获得利润的最大值。

注意:这里的一笔交易指买入持有并卖出股票的整个过程,每笔交易你只需要为支付一次手续费。

解法

第122题加上一个费用即可。

代码

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class Solution {
public:
int maxProfit(vector<int>& prices, int fee) {
int n = prices.size();
vector<vector<int>> dp(2, vector<int>(2, 0));
dp[0][0] -= prices[0] + fee;
for (int i = 1; i < n; i++) {
dp[i % 2][0] = max(dp[(i - 1) % 2][0], dp[(i - 1) % 2][1] - prices[i] - fee);
dp[i % 2][1] = max(dp[(i - 1) % 2][1], dp[(i - 1) % 2][0] + prices[i]);
}
return dp[(n - 1) % 2][1];
}
};

[309] 买卖股票的最佳时期含冷冻期

LeetCode Medium

题目

给定一个整数数组prices,其中第 prices[i] 表示第 *i* 天的股票价格 。

设计一个算法计算出最大利润。在满足以下约束条件下,你可以尽可能地完成更多的交易(多次买卖一支股票):

  • 卖出股票后,你无法在第二天买入股票 (即冷冻期为 1 天)。

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)。

代码

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class Solution {
public:
int maxProfit(vector<int>& prices) {
int n = prices.size();
// dp[i][0]: 手上持有股票的最大收益
// dp[i][1]: 手上不持有股票,明天不能买
// dp[i][2]: 手上不持有股票,明天能买
vector<vector<int>> dp(n, vector<int>(3));
dp[0][0] = -prices[0];
for (int i = 1; i < n; ++i) {
dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][2] - prices[i]);
dp[i][1] = dp[i - 1][0] + prices[i];
dp[i][2] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][2]);
}
return max(dp[n - 1][1], dp[n - 1][2]);
}
};
CATALOG
  1. 1. [121] 买卖股票的最佳时机
    1. 1.1. 题目
    2. 1.2. 解法
    3. 1.3. 代码
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    2. 2.2. 解法
    3. 2.3. 代码
  3. 3. [123] 买卖股票的最佳时机Ⅲ
    1. 3.1. 题目
    2. 3.2. 解法
    3. 3.3. 代码
  4. 4. [188] 买卖股票的最佳时期Ⅳ
    1. 4.1. 题目
    2. 4.2. 解法
    3. 4.3. 代码
  5. 5. [714] 买卖股票的最佳时机含手续费
    1. 5.1. 题目
    2. 5.2. 解法
    3. 5.3. 代码
  6. 6. [309] 买卖股票的最佳时期含冷冻期
    1. 6.1. 题目
    2. 6.2. 代码