Leetcode刷题笔记49:动态规划10(121. 买卖股票的最佳时机-122. 买卖股票的最佳时机II)

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导语

leetcode刷题笔记记录,本篇博客是贪心部分的第二期,主要记录题目包括:

Leetcode 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。

 

提示:

  • 1 <= prices.length <= 105
  • 0 <= prices[i] <= 104

解法

使用动规五部曲,这里我们需要考虑每天持有、不持有这支股票的状态,所以需要一个二维dp数组来表示各自情况下的最大现金。

  1. dp数组含义,定义dp[i][0]表示第i天持有这只股票的最大现金,dp[i][1]表示第i天不持有这支股票的最大现金;
  2. 递推公式:分别考虑dp[i]是从dp[i-1]继承过来,还是在当天发生了买卖情况,得到的递推公式为:
dp[i][0]=max(dp[i1][0],prices[i])dp[i][0] = max(dp[i-1][0], -prices[i])
dp[i][1]=max(dp[i1][1],dp[i1][0]+prices[i])dp[i][1] = max(dp[i-1][1], dp[i-1][0]+prices[i])
  1. 初始化:dp[0][0]=-prices[0],dp[0][1]=0
  2. 遍历顺序:从前向后,返回dp[len-1][1]即为最终结果
  3. 打印dp数组:略

完整代码如下:

class Solution:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        # 初始化一个二维数组 dp,长度为 prices 的长度。
        # dp[i][0] 表示第 i 天持有这支股票所能得到的最大现金。
        # dp[i][1] 表示第 i 天不持有这支股票所能得到的最大现金。
        dp = [[0, 0] for i in range(len(prices))]
        
        # 第 0 天买入股票,所以持有股票的现金为 -prices[0]。
        dp[0][0] = -prices[0]
        
        # 遍历每一天(从第二天开始,即 i=1)。
        for i in range(1, len(prices)):
            # 更新第 i 天持有股票的最大现金:
            # 要么继续持有昨天(第 i-1 天)的股票(即 dp[i-1][0]),
            # 要么在今天买入股票(即 -prices[i])。
            # 取两者中的较大值。
            dp[i][0] = max(dp[i-1][0], -prices[i])
            
            # 更新第 i 天不持有股票的最大现金:
            # 要么继续不持有昨天(第 i-1 天)的股票(即 dp[i-1][1]),
            # 要么在今天卖出股票(即 prices[i] + dp[i-1][0])。
            # 取两者中的较大值。
            dp[i][1] = max(dp[i-1][1], prices[i]+dp[i-1][0])
        
        # 返回最后一天不持有股票所能得到的最大现金。
        return dp[len(prices)-1][1]

Leetcode 122. 买卖股票的最佳时机II

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 。
     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 。
     总利润为 4 。

示例 3:

输入: prices = [7,6,4,3,1]
输出: 0
解释: 在这种情况下, 交易无法获得正利润,所以不参与交易可以获得最大利润,最大利润为 0 。

 

提示:

  • 1 <= prices.length <= 3 * 104
  • 0 <= prices[i] <= 104

解法

这道题目和上一道题目的最大区别就是股票可以买卖多次,为此,需要修改dp[i][0]的递推公式,即

dp[i][0]=max(dp[i1][0],dp[i1][1]prices[i])dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][1]-prices[i])

0-prices[i]变为了dp[i-1][1]-prices[i],因为这里可以买卖多次,所以第i天的现金不一定为0,应该是第i-1天不持有股票的现金。

完整代码如下:

from typing import List

class Solution:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        # 初始化一个二维数组 dp,长度为 prices 的长度。
        # dp[i][0] 表示第 i 天持有这支股票所能得到的最大现金。
        # dp[i][1] 表示第 i 天不持有这支股票所能得到的最大现金。
        dp = [[0, 0] for i in range(len(prices))]
        
        # 第 0 天买入股票,所以持有股票的现金为 -prices[0]。
        dp[0][0] = -prices[0]
        
        # 遍历每一天(从第二天开始,即 i=1)。
        for i in range(1, len(prices)):
            # 更新第 i 天持有股票的最大现金:
            # 要么继续持有昨天(第 i-1 天)的股票(即 dp[i-1][0]),
            # 要么今天买入股票(即 dp[i-1][1] - prices[i])。
            # 取两者中的较大值。
            dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] - prices[i])
            
            # 更新第 i 天不持有股票的最大现金:
            # 要么继续不持有昨天(第 i-1 天)的股票(即 dp[i-1][1]),
            # 要么今天卖出股票(即 prices[i] + dp[i-1][0])。
            # 取两者中的较大值。
            dp[i][1] = max(dp[i-1][1], prices[i] + dp[i-1][0])
        
        # 返回最后一天不持有股票所能得到的最大现金。
        return dp[len(prices) - 1][1]