代码随想录刷题|买卖股票问题的总结(上)

简介: 代码随想录刷题|买卖股票问题的总结

总结


0、题目描述


121. 买卖股票的最佳时机  只买卖一次

122. 买卖股票的最佳时机 II 可以买卖多次


123. 买卖股票的最佳时机 III 最多买卖 2 次


188. 买卖股票的最佳时机 IV 最多买卖 k 次


309. 最佳买卖股票时机含冷冻期 可以买卖多次,含冷冻期


714. 买卖股票的最佳时机含手续费 可以多次买卖,含手续费


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1、dp数组的含义

  • dp数组的含义基本上都是,在第 i 天,状态 j下,手中现金的最大值为dp[i][j]
  • 所以针对买卖股票问题,先画一个类似以下这样的表格,分清有几种状态


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2、递推公式


递推公式基本上都是从前一天推后一天的内容

从这点来看的话,其中就指定最多买卖 k 次那道题目比较复杂,是对最多买卖两次的延申

先分析有几种状态,再分析达到第 i 天的每种状态有哪些情况,根据情况写出递推公式

3、初始化


初始化在 第 0 天 下,各个状态下手中现金的最大值

其实在第 0 天,主要分成两种情况就可以

要么是持有,那就-prices[0]

要么就是未持有,那就是0

如果是没有操作,也是 0

4、遍历方式


因为买卖股票的问题,都是从通过前一天的情况推导当天的情况,所以都是从前向后遍历

5、获取结果


未持有股票状态下比持有股票状态下的金钱多

买卖次数多比买卖次数少的金钱多

其中含冷冻期这道题目比较特殊,要对三种未持有股票状态进行比较


121.买卖股票的最佳时机

题目链接:力扣

问题描述


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 。


特点分析

  • 只能买卖一次
  • 可以暴力解法,超时
  • 可以贪心算法,最右侧最大值  - 最左侧最小值
  • 可以动态规划,


动态规划思路

dp[i][j] 表示在第 i 天,如果是状态 j , 手中的现金最大值为 dp[i][j],默认一开始手中的现金为0


状态分析


第 i 天有两种状态:持有股票、未持有股票


第 i 天持有股票

成为这种状态,要么前一天已经持有股票,要么今天才持有股票(新买的),选取其中的最大值

情况一:前一天已经持有股票,dp[i][0] = dp[i - 1][0]

情况二:前一天未持有股票,要让今天持有股票,那就今天买,dp[i][0] = -prices[i]


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第 i 天未持有股票

成为这种状态,要么是前一天已经是未持有股票状态,要么今天才未持有状态(刚卖的),选取其中的最大值

情况一:前一天已经是未持有状态,dp[i][1] = dp[i - 1][1]

情况二:前一天还是持有状态,要让今天是未持有状态,那就今天卖,那前一天肯定是持有状态,dp[i][1] = dp[i][0] + prices[i]  


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初始化


通过上面的状态分析,就可以获得dp数组的含义、递推公式

因为都是通过前一天获得的,所以就应该初始化第0天的状态

如果第 0 天持有股票,那肯定是买了,肯定花钱了,那就是 0 - prices[0]。因为手中一开始的钱就只有 0

如果第 0 天持有股票,那还没有花钱,那就是 0

获取结果


结果就是表中最后一天未持有股票时手中的最大现金数

因为不持有股票状态所得金钱一定比持有股票状态得到的多!


122.买卖股票的最佳时机Ⅱ

题目链接:力扣

问题描述


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。

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 。


特点分析

  • 只能持有一只股票,可以买卖多次
  • 可以贪心算法,只要能获利进行买卖
  • 可以动态规划

动态规划思路

dp[i][j] 表示在第 i 天,如果是状态 j , 手中的现金最大值为 dp[i][j],默认一开始手中的现金为0


这道题目,第 i 天有两种状态:持有股票、未持有股票,和 121. 买卖股票的最佳时机  是一样的,不一样的是递推公式


先看,只可以买卖一次的递推公式


只买卖一次,有两种状态


第 i 天持有股票


情况一:前一天已经持有股票,dp[i][0] = dp[i - 1][0]


情况二:前一天未持有股票股票,dp[i][0] = -prices[i]


第 i 天未持有股票


情况一:前一天已经是未持有状态,dp[i][1] = dp[i - 1][1]


情况二:前一天还是持有股票状态,dp[i][1] = dp[i][0] + prices[i]


再看,可以买卖多次的递推公式


可以买卖多次,有两种状态


第 i 天持有股票


情况一:前一天已经持有股票,dp[i][0] = dp[i - 1][0]


情况二:前一天未持有股票股票,dp[i][0] = dp[i - 1][1] - prices[i]


第 i 天未持有股票


情况一:前一天已经是未持有状态,dp[i][1] = dp[i - 1][1]


情况二:前一天还是持有股票状态,dp[i][1] = dp[i][0] + prices[i]


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。


因为买卖股票的时候,可能已经出现前面获得利润的情况,不能从 0 开始买股票了,而是用前一天未持有股票的时候有的钱来买,这样才能将将前面的结果也进行累加


123.买卖股票的最佳时机III

题目链接:力扣

问题描述


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)。


特点分析

  • 最多可以完成两笔交易
  • 可以动态规划


动态规划思路

dp[i][j] 表示在第 i 天,如果是状态 j , 手中的现金最大值为 dp[i][j],默认一开始手中的现金为0


状态分析


第 i 天有五种状态:但是也是主要分为持有股票和未持有股票,还有一个状态是没有操作


其中没有操作状态其实只用了一次,可以忽略,但是从下标 1 开始分析,更加方便,这样做最多 k 次买卖的时候也更加方便


没有操作

第一次买入(持有)

第一次卖出(未持有)

第二次买入(持有)

第二次卖出(未持有)

第 i 天是第一次买入

成为这种状态,要么第 i 天之前就已经第一次买入过了,要么第i 天新买的,选取其中的最大值


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情况一:前面已经买好了,dp[i][0] = dp[i - 1][0]

情况二:第一次新买的,第i天买入股票了,那么dp[i][0] =  - prices[i]

第 i 天是第一次卖出

成为这种状态,要么第 i 天之前已经第一次卖出过了,要么第 i 天新买的

情况一:前面已经卖过了,dp[i][1] = dp[i - 1][1]

情况二:今天刚刚卖出,这种状态只能由第一次买入状态得到,那么dp[i][1] = dp[i - 1][0] + prices[i],


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第 i 天是第二次买入

成为这种状态,要么第 i 天之前已经第二次买入过了,要么第 i 天就是第二次买入

情况一:前面已经买好了,dp[i][2] = dp[i - 1][2]

情况二:今天刚买,那前天有肯定是第一次卖出的状态,那么dp[i][2] =  dp[i - 1][1]  - prices[i]


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第 i 天是第二次卖出

成为这种状态,要么第 i 天之前已经第二次卖出过了,要么第 i 天就是第二次卖出

情况一:前面已经第二次卖过了,dp[i][3] = dp[i - 1][3]

情况二:今天刚刚卖出,这种状态只能由第一次买入状态得到,那么dp[i][2] = dp[i - 1][2] + prices[i]d60e8ff5fcce492ab308bb207d2e7aa8.png

初始化


通过上面的状态分析,就可以获得dp数组的含义、递推公式

因为都是通过前一天获得的,所以就应该初始化第0天的状态

如果第 0 天持有股票,那肯定是买了,肯定花钱了,那就是 0 - prices[0]。因为手中一开始的钱就只有 0

如果第 0 天持有股票,那还没有花钱,那就是 0


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获取结果


结果就是表中最后一天 第二次卖出状态下 手中的最大现金数

因为不持有股票状态所得金钱一定比持有股票状态得到的多!

第二次卖出肯定比其他状态下的金钱多


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