之前我们已经把力扣上股票系列的题目都讲过的,但没有来一篇股票总结,来帮大家高屋建瓴,所以总结篇这就来了!
- 动态规划:121.买卖股票的最佳时机
- 动态规划:122.买卖股票的最佳时机II
- 动态规划:123.买卖股票的最佳时机III
- 动态规划:188.买卖股票的最佳时机IV
- 动态规划:309.最佳买卖股票时机含冷冻期
- 动态规划:714.买卖股票的最佳时机含手续费
121 卖股票的最佳时机
最原始的题。条件为:只能买卖一次
【贪心解法】
取最左最小值,取最右最大值,那么得到的差值就是最大利润,代码如下:
for (int i = 0; i < prices.length(); i++) {
low = min(low, prices[i]); // 取最左最小价格
result = max(result, prices[i] - low); // 直接取最大区间利润
}
return result;
【动态规划】
- dp[i][0] 表示第i天持有股票所得现金。
- dp[i][1] 表示第i天不持有股票所得现金。
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] 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佳价格卖出后所得现金即:prices[i] + dp[i - 1][0] 所以dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], prices[i] + dp[i - 1][0]);
代码如下:
public int maxProfit(int[] prices) {
// 判空
if (prices == null || prices.length == 0) return 0;
int[][] dp = new int[prices.length][2];
dp[0][0] = -prices[0];
dp[0][1] = 0;
for (int i = 1; i < prices.length; i++){
dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], -prices[i]);
dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][0] + prices[i], dp[i - 1][1]);
}
return dp[prices.length - 1][1];
}
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:O(n)
122 买卖股票的最佳时机II
可以多次买卖
【贪心解法】
收集每天的正利润便可,代码如下:
int result = 0;
for (int i = 1; i < prices.size(); i++) {
result += max(prices[i] - prices[i - 1], 0);
}
return result;
}
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:O(1)
【动态规划】
dp数组定义:
- dp[i][0] 表示第i天持有股票所得现金
- dp[i][1] 表示第i天不持有股票所得最多现金
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]
注意这里和 121. 买卖股票的最佳时机 唯一不同的地方,就是推导dp[i][0]的时候,第i天买入股票的情况。
在 121. 买卖股票的最佳时机 中,因为股票全程只能买卖一次,所以如果买入股票,那么第i天持有股票即dp[i][0]一定就是 -prices[i]。
而本题,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。
代码如下:(注意代码中的注释,标记了和121.买卖股票的最佳时机唯一不同的地方)
public int maxProfit(int[] prices) {
// 动态规划
/*int[][] dp = new int[prices.length][2];
dp[0][0] = -prices[0];
dp[0][1] = 0;
for (int i = 1; i < prices.length; i++){
dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1 ] - prices[i]);// 唯一不同的地方
dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][0] + prices[i], dp[i - 1][1]);
return dp[prices.length - 1][1];
}
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:O(n)
123 买卖股票的最佳时机III
最多买卖两次
【动态规划】
一天一共就有五个状态,
- 没有操作
- 第一次买入
- 第一次卖出
- 第二次买入
- 第二次卖出
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。
188 买卖股票的最佳时机IV
最多买卖k次
使用二维数组 dp[i][j] :第i天的状态为j,所剩下的最大现金是dp[i][j]
j的状态表示为:
- 0 表示不操作
- 1 第一次买入
- 2 第一次卖出
- 3 第二次买入
- 4 第二次卖出
- .....
可以发现规律:除了0以外,偶数就是卖出,奇数就是买入。
- 确定递推公式
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]
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]
dp[i][2] = max(dp[i - 1][1] + prices[i], dp[i - 1][2])
同理可以类比剩下的状态,代码如下:
// 递推公式
for (int i = 1; i < len; i++) {
for (int j = 0; j < 2 * k; j += 2) {
dp[i][j + 1] = Math.max(dp[i - 1][j] - prices[i], dp[i - 1][j + 1]);
dp[i][j + 2] = Math.max(dp[i - 1][j + 1] + prices[i], dp[i - 1][j + 2]);
}
}
整体代码如下:
public int maxProfit(int k, int[] prices) {
int len = prices.length;
int[][] dp = new int[len][2 * k + 1];
// 初始化
for (int j = 1; j < 2 * k; j += 2) {
dp[0][j] = -prices[0];
}
// 递推公式
for (int i = 1; i < len; i++) {
for (int j = 0; j < 2 * k; j += 2) {
dp[i][j + 1] = Math.max(dp[i - 1][j] - prices[i], dp[i - 1][j + 1]);
dp[i][j + 2] = Math.max(dp[i - 1][j + 1] + prices[i], dp[i - 1][j + 2]);
}
}
return dp[len - 1][2*k];
}
309 最佳买卖股票时机含冷冻期
可以多次买卖,但是卖出后有冷冻期
(最后由于截图原因,正确return的是[1] [2] [3])
714 买卖股票的最佳时机含手续费
可以多次买卖,但是卖出有手续费
同样两个状态,持有与不持有,本题只需要在计算卖出操作的时候减去手续费就可以了,代码几乎是一样的。
唯一差别在于递推公式部分,这里重申一下dp数组的含义:
dp[i][0] 表示第i天持有股票所省最多现金。 dp[i][1] 表示第i天不持有股票所得最多现金
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]
所以:dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] - prices[i]);
在来看看如果第i天不持有股票即dp[i][1]的情况, 依然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,注意这里需要有手续费了即:dp[i - 1][0] + prices[i] - fee
所以:dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] + prices[i] - fee);
以上分析完毕,代码如下:
public int maxProfit(int[] prices, int fee) {
int len = prices.length;
int[][] dp = new int[len][2];
dp[0][0] = 0;
dp[0][1] = -prices[0];
for (int i = 1; i < len; i++){
dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i] - fee);// 不持有股票
dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][0] - prices[i], dp[i - 1][1]); // 持有股票
}
return dp[len - 1][0];
}
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:O(n)
总结
至此,股票系列正式结束!
从买卖一次到买卖多次,从最多买卖两次到最多买卖k次,从冷冻期再到手续费,最后再来一个股票大总结,可以说对股票系列完美收官了。
详见详见:
- 动态规划:121.买卖股票的最佳时机
- 动态规划:122.买卖股票的最佳时机II
- 动态规划:123.买卖股票的最佳时机III
- 动态规划:188.买卖股票的最佳时机IV
- 动态规划:309.最佳买卖股票时机含冷冻期
- 动态规划:714.买卖股票的最佳时机含手续费
学习资料: