121.买卖股票的最佳时机
题目描述
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:[7,1,5,3,6,4] 输出:5 解释:在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出,最大利润 = 6-1 = 5 。注意利润不能是 7-1 = 6, 因为卖出价格需要大于买入价格;同时,你不能在买入前卖出股票。
示例 2:
输入:prices = [7,6,4,3,1] 输出:0 解释:在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。
代码:
class Solution {
public:int maxProfit(vector<int>& prices) {if (prices.size() == 0) return 0;vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(2));// dp[i][0]表示第i天持有股票的最大金钱dp[0][0] = -prices[0];// dp[i][1]表示第i天不持有股票的最大时机dp[0][1] = 0;for (int i = 1; i < prices.size(); i ++) {dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], -prices[i]);dp[i][1] = max(dp[i - 1][0] + prices[i], dp[i - 1][1]);}return dp[prices.size() - 1][1];}
};
vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(2));
-
prices.size()
:- 表示股票价格数组的长度,即交易的总天数。
- 动态规划数组
dp
的第一维大小为prices.size()
,对应每一天。
-
vector<int>(2)
:- 表示每一天有两种状态:
- 持有股票的状态,记为
dp[i][0]
。 - 不持有股票的状态,记为
dp[i][1]
。
- 持有股票的状态,记为
- 第二维的大小为 2,分别存储两种状态的最大利润。
- 表示每一天有两种状态:
代码逻辑
动态规划定义
-
状态定义:
dp[i][0]
:第i
天持有股票时的最大利润。dp[i][1]
:第i
天不持有股票时的最大利润。
-
状态转移方程:
-
持有股票时的最大利润:
dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], -prices[i]);
dp[i - 1][0]
:延续前一天持有股票的状态。-prices[i]
:第i
天买入股票(注意只能买一次,因此利润直接是-prices[i]
)。
-
不持有股票时的最大利润:
dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] + prices[i]);
dp[i - 1][1]
:延续前一天不持有股票的状态。dp[i - 1][0] + prices[i]
:第i
天卖出股票获得的利润。
-
-
初始化:
- 第 0 天持有股票的利润:
dp[0][0] = -prices[0]
。 - 第 0 天不持有股票的利润:
dp[0][1] = 0
(未进行任何交易时利润为 0)。
- 第 0 天持有股票的利润:
-
结果:
- 最终结果是最后一天不持有股票的最大利润:
dp[prices.size() - 1][1]
。
- 最终结果是最后一天不持有股票的最大利润:
122.买卖股票的最大时机||
题目描述:
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 。
示例 1:
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。 最大总利润为 4 + 3 = 7 。
示例 2:
输入:prices = [1,2,3,4,5] 输出:4 解释:在第 1 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天 (股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5 - 1 = 4。 最大总利润为 4 。
代码:
class Solution {
public:int maxProfit(vector<int>& prices) {if (prices.size() == 0) return 0; vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(2));dp[0][0] = -prices[0];dp[0][1] = 0;for (int i = 1; i < prices.size(); i ++) {dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] - prices[i]);dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] + prices[i]);}return dp[prices.size() - 1][1];}
};
函数逻辑
-
初始化
- 如果股票价格数组为空,则返回利润
0
。 - 创建一个二维数组
dp
,用于存储每一天在两种状态下的最大利润:dp[i][0]
: 第i
天持有股票的最大利润。dp[i][1]
: 第i
天不持有股票的最大利润。
- 初始化第 0 天:
dp[0][0] = -prices[0]
: 买入股票。dp[0][1] = 0
: 不买股票。
- 如果股票价格数组为空,则返回利润
-
状态转移方程
- 从第 1 天开始,依次更新
dp
:dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] - prices[i])
- 持有股票:保持之前持有 (
dp[i - 1][0]
),或在当天买入股票(dp[i - 1][1] - prices[i]
)。
- 持有股票:保持之前持有 (
dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] + prices[i])
- 不持有股票:保持之前不持有 (
dp[i - 1][1]
),或在当天卖出股票(dp[i - 1][0] + prices[i]
)。
- 不持有股票:保持之前不持有 (
- 从第 1 天开始,依次更新
-
结果
- 返回最后一天不持有股票的最大利润:
dp[prices.size() - 1][1]
。
- 返回最后一天不持有股票的最大利润:
123.买卖股票的最佳时机|||
题目描述:
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)。
示例 1:
输入:prices = [3,3,5,0,0,3,1,4] 输出:6 解释:在第 4 天(股票价格 = 0)的时候买入,在第 6 天(股票价格 = 3)的时候卖出,这笔交易所能获得利润 = 3-0 = 3 。随后,在第 7 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 8 天 (股票价格 = 4)的时候卖出,这笔交易所能获得利润 = 4-1 = 3 。
示例 2:
输入:prices = [1,2,3,4,5] 输出:4 解释:在第 1 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天 (股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。 注意你不能在第 1 天和第 2 天接连购买股票,之后再将它们卖出。 因为这样属于同时参与了多笔交易,你必须在再次购买前出售掉之前的股票。
示例 3:
输入:prices = [7,6,4,3,1] 输出:0 解释:在这个情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。
示例 4:
输入:prices = [1] 输出:0
代码:
class Solution {
public:int maxProfit(vector<int>& prices) {if (prices.size() == 0) return 0;vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(5, 0));dp[0][0] = 0; // 不操作dp[0][1] = -prices[0]; // 第一次买入dp[0][2] = 0; // 第一次卖出dp[0][3] = -prices[0]; // 第二次买入dp[0][4] = 0; // 第二次卖出for (int i = 1; i < prices.size(); 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]);dp[i][4] = max(dp[i - 1][4], dp[i - 1][3] + prices[i]); }return dp[prices.size() - 1][4];}
};
代码分析
-
动态规划状态定义
- 使用二维数组
dp[i][j]
表示第i
天处于状态j
的最大利润:j = 0
: 不进行任何操作(初始状态)。j = 1
: 第一次买入。j = 2
: 第一次卖出。j = 3
: 第二次买入。j = 4
: 第二次卖出。
- 使用二维数组
-
初始化
- 第一天状态初始化:
dp[0][0] = 0
: 什么都不做,利润为 0。dp[0][1] = -prices[0]
: 第一次买入后,利润为负数。dp[0][2] = 0
: 第一次卖出利润为 0(因为还没买入)。dp[0][3] = -prices[0]
: 第二次买入利润为负数(等价于直接在初始状态尝试一次买入)。dp[0][4] = 0
: 第二次卖出利润为 0。
- 第一天状态初始化:
-
状态转移方程
- 对每一天,依次更新各个状态的最大利润:
dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] - prices[i])
第一次买入:保持前一天的状态,或者从初始状态进行买入。dp[i][2] = max(dp[i - 1][2], dp[i - 1][1] + prices[i])
第一次卖出:保持前一天的状态,或者卖出后获取利润。dp[i][3] = max(dp[i - 1][3], dp[i - 1][2] - prices[i])
第二次买入:保持前一天的状态,或者在第一次卖出的基础上买入。dp[i][4] = max(dp[i - 1][4], dp[i - 1][3] + prices[i])
第二次卖出:保持前一天的状态,或者卖出后获取利润。
- 对每一天,依次更新各个状态的最大利润:
-
返回结果
- 返回最后一天状态
4
的最大利润,即完成两次交易后的最大利润。
- 返回最后一天状态