带你读《图解算法小抄》二十一、动态规划(3)

简介: 带你读《图解算法小抄》二十一、动态规划(3)

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4.买卖股票的最佳时机

1题目描述

给定一个数组 prices,它的第 i 个元素 prices[i] 表示某只股票在第 i 天的价格。你可以尽可能地完成更多的交易(多次买卖一支股票)。但是,你不能同时参与多笔交易(即,你必须在再次购买之前出售掉之前的股票)。

 

请你计算能够获得的最大利润。

2解题步骤

为了计算能够获得的最大利润,我们可以使用动态规划的思想来解决问题。

 

  • 定义状态:我们可以将问题转化为每一天的最优解。令 dp[i] 表示第 i 天的最大利润。
  • 初始状态:根据题目的约束,如果只有一天的价格,那么最大利润为 0。即 dp[0] = 0
  • 状态转移方程:对于第 i 天,我们有两种选择:买入股票或卖出股票。如果我们决定买入股票,那么最大利润为 dp[i-1] - prices[i];如果我们决定卖出股票,那么最大利润为 dp[i-1] + prices[i] - prices[i-1]。因此,状态转移方程为 dp[i] = max(dp[i-1] - prices[i], dp[i-1] + prices[i] - prices[i-1])
  • 最终解:问题的解即为最后一天的最优解,即 dp[n-1],其中 n 是股票价格数组的长度。

下面是使用动态规划解决买卖股票的最佳时机问题的算法框架:

function maxProfit(prices) {
  const n = prices.length;
  if (n <= 1) {
    return 0;
  }  const dp = new Array(n);
  dp[0] = 0;  for (let i = 1; i < n; i++) {
    dp[i] = Math.max(dp[i - 1] - prices[i - 1] + prices[i], dp[i - 1]);
  }  return dp[n - 1];
}


5.最大子序和

1题目描述

给定一个整数数组 nums,找到一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。

2解题步骤

为了找到具有最大和的连续子数组,我们可以使用动态规划的思想来解决问题。定义状态:我们可以将问题转化为以每个元素结尾的连续子数组的最大和。令 dp[i] 表示以第 i 个元素结尾的连续子数组的最大和。

 

  • 初始状态:根据题目的约束,以第一个元素结尾的连续子数组的最大和就是第一个元素本身。即 dp[0] = nums[0]
  • 状态转移方程:对于第 i 个元素,我们有两种选择:将其加入前一个子数组中或以当前元素为起点开始新的子数组。如果我们选择将其加入前一个子数组中,那么最大和为 dp[i-1] + nums[i];如果我们选择以当前元素为起点开始新的子数组,那么最大和为 nums[i]。因此,状态转移方程为 dp[i] = max(dp[i-1] + nums[i], nums[i])
  • 最终解:问题的解即为所有连续子数组的最大和中的最大值,即 max(dp)

下面是使用动态规划解决最大子序和问题的算法框架:

 

function maxSubArray(nums) {
  const n = nums.length;
  if (n === 0) {
    return 0;
  }  const dp = new Array(n);
  dp[0] = nums[0];
  let maxSum = dp[0];  for (let i = 1; i < n; i++) {
    dp[i] = Math.max(dp[i - 1] + nums[i], nums[i]);
    maxSum = Math.max(maxSum, dp[i]);
  }
  return maxSum;
}
}


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