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24暑假算法刷题 | Day41 | 动态规划 IX | LeetCode 188. 买卖股票的最佳时机 IV,309. 买卖股票的最佳时机含冷冻期,714. 买卖股票的最佳时机含手续费

时间:2024-09-09 19:24:03浏览次数:11  
标签:买卖 int 股票 持有 最佳时机 max prices dp

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188. 买卖股票的最佳时机 IV

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题目描述

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)。

示例 1:

输入:k = 2, prices = [2,4,1]
输出:2
解释:在第 1 天 (股票价格 = 2) 的时候买入,在第 2 天 (股票价格 = 4) 的时候卖出,这笔交易所能获得利润 = 4-2 = 2 。

示例 2:

输入:k = 2, prices = [3,2,6,5,0,3]
输出:7
解释:在第 2 天 (股票价格 = 2) 的时候买入,在第 3 天 (股票价格 = 6) 的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 6-2 = 4 。
     随后,在第 5 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 。

提示:

  • 1 <= k <= 100
  • 1 <= prices.length <= 1000
  • 0 <= prices[i] <= 1000

题解

股票问题的升级版,仍然用动态规划解决,多添加几个状态即可。 这题和 123. 买卖股票的最佳时机 III 长得很像,只不过那题是最多可以完成两笔交易,而本题是最多k笔 。参考我之前的 123-题解 ,我们只需要扩展一下 dp 数组即可将同样的套路用到本题。

  • dp 数组含义: dp[i][j] 表示第 i 天,不同状态下的余额(初始为0),其中

    • j = 1 表示 第1次 持有 股票, j = 2 表示 第1次 不持有 股票

    • j = 3 表示 第2次 持有 股票, j = 4 表示 第2次 不持有 股票

    • j = 2k - 1 表示第k次 持有 股票, j = 2k 表示 第k次 不持有 股票。

      奇数:持有;偶数:不持有

      ⚠️ 注意这里表示的是某天是否持有股票的状态,并不意味着一定就在这天买入或卖出了股票

  • 状态转移方程:

    • 持有: dp[i][j + 1] = max(dp[i - 1][j + 1], dp[i - 1][j] - prices[i]);

      维持前一天的持有状态,或者前一天不持有、这天买入。选余额大的。

    • 不持有: dp[i][j + 2] = max(dp[i - 1][j + 2], dp[i - 1][j + 1] + prices[i]);

      维持前一天的不持有状态,或者前一天持有、这天卖出。选余额大的。

整体代码按照股票问题的动态规划套路写就可以了,具体参见我写的 CSDN博客-股票问题 I 或 Carl的 代码随想录-188

代码(C++)

int maxProfit(int k, vector<int> &prices)
{
    vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(2 * k + 1, 0));

    // 奇数:持有;偶数:不持有
    for (int j = 0; j < 2 * k; j += 2) 
        dp[0][j + 1] = -prices[0];

    for (int i = 1; i < prices.size(); ++i) {
        for (int j = 0; j < 2 * k - 1; j += 2) {
            dp[i][j + 1] = max(dp[i - 1][j + 1], dp[i - 1][j] - prices[i]);
            dp[i][j + 2] = max(dp[i - 1][j + 2], dp[i - 1][j + 1] + prices[i]);
        }
    }

    return dp.back().back();
}

309. 买卖股票的最佳时机含冷冻期

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题目描述

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)。

示例 1:

输入: prices = [1,2,3,0,2]
输出: 3 
解释: 对应的交易状态为: [买入, 卖出, 冷冻期, 买入, 卖出]

示例 2:

输入: prices = [1]
输出: 0

提示:

  • 1 <= prices.length <= 5000
  • 0 <= prices[i] <= 1000

题解

普通股票问题 基础上,增加了一个 “卖出股票的第二天不能买入” 的冷冻期,实际上也就是增加了一个 dp 数组状态——原本是 持有、不持有 两种,现在“不持有”要分为 “不持有但不是当天卖出”“当前卖出” 两种。

  • dp 数组含义: dp[i][j] 表示第 i 天,不同状态下的余额(初始为0),其中

    • j = 0 表示 不持有但不是当天卖出 股票
    • j = 1 表示 持有 股票
    • j = 2 表示 当天卖出 股票
  • 状态转移方程:

    • 不持有但不是当天卖出: dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][2])

      不是当天卖出,故只考虑之前也不持有的两种情况即可,取余额大的。

    • 持有: dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] - prices[i]);

      经典的状态转移:维持前一天的持有状态,或前一天不持有、这天买入,取余额大的。

    • 当天卖出: dp[i - 1][1] + prices[i]

结果即为最后一天,不持有的两种状态中余额更高的那个。

本题更详细的解析参见 代码随想录-309 ,不过其中算法设了4种状态(比我多一种),但原理相通。

代码(C++)

int maxProfit(vector<int> &prices)
{
    vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(3));

    // 0:不持有但不是当天卖出
    // 1:持有
    // 2:当天卖出
    dp[0][1] = -prices[0];
    for (int i = 1; i < prices.size(); ++i) {
        dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][2]);
        dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] - prices[i]);
        dp[i][2] = dp[i - 1][1] + prices[i];
    }

    return max(dp.back()[0], dp.back()[2]);
}

714. 买卖股票的最佳时机含手续费

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题目描述

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。

示例 1:

输入:prices = [1, 3, 2, 8, 4, 9], fee = 2
输出:8
解释:能够达到的最大利润:  
在此处买入 prices[0] = 1
在此处卖出 prices[3] = 8
在此处买入 prices[4] = 4
在此处卖出 prices[5] = 9
总利润: ((8 - 1) - 2) + ((9 - 4) - 2) = 8

示例 2:

输入:prices = [1,3,7,5,10,3], fee = 3
输出:6

提示:

  • 1 <= prices.length <= 5 * 104
  • 1 <= prices[i] < 5 * 104
  • 0 <= fee < 5 * 104

题解

在普通的股票问题基础上增加了一个手续费,但这个手续费又并不是变化的,所以完全没影响

标签:买卖,int,股票,持有,最佳时机,max,prices,dp
From: https://blog.csdn.net/weixin_54468359/article/details/142062582

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