最佳买卖股票时机含冷冻期
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给定一个整数数组,其中第 i 个元素代表了第 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):
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)。 卖出股票后,你无法在第二天买入股票 (即冷冻期为 1 天)。示例:
输入: [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] 思路本题在 买卖II 的基础上多了一个条件:即卖出股票后的一天不能交易(冷冻期)
我们在分析买卖II时有: 持有 和 不持有 两种状态,并且这两种状态中又细分为 当天 买入/卖出 和 前一天 买入/卖出
因为本题加了冷冻期,所以状态会有不同,大体上可以分为: 持有股票 、 不持有股票 和 处于冷冻期 三大类
五步走 1、确定dp数组含义持有股票 可以视为 状态1 (今天买入或者前一天买入,因为引入了冷冻期,其中还有细分情况后面说)
基于此,我觉得买卖II的状态也是可以缩减的(但这么做可能就不够直观了)
因为有冷冻期限制卖出的操作,所以不持有股票时还是要细分为 两种情况 :
保持之前不持有股票的状态 视为 状态2
今天卖出股票 视为 状态3
最后,也是新增的一个状态,即 卖出股票后的冷冻期 ,视为 状态4
综上,本题一共有以下四种状态:
状态1---持有股票(j = 0) 不持有股票 状态2---保持不持有状态(j = 1) 状态3---今天卖掉股票(j = 2) 状态4---冷冻期(j = 3)
和 买卖II 一样,我们仍需要使用二维dp数组 dp[i][j] 来表示状态:代表 第i天某种状态下得到的最大收益
2、确定递推公式 (1)持有(买入)股票 dp[i][0] (状态1)要达到 dp[i][0] ,可以有两个途径: 今天买入股票 、 前一天买入股票
今天买入股票又分为三种情况
(买入)前一天是冷冻期(状态4,j = 3),即冷冻期一结束马上买入, dp[i][0] = dp[i - 1][3] - prices[i] (买入)前一天是不持有股票状态(状态2,j = 1),即 昨天之前就已经卖掉股票并过了冷冻期,但是还没有买入股票,今天买入 , dp[i][0] = dp[i - 1][1] - prices[i]两者取最大值 max(dp[i - 1][3] - prices[i], dp[i - 1][1] - prices[i]);
(维持状态即前一天买入股票)前一天是保持着上一天买入的状态(状态1,j = 0),并持续到今天, dp[i][0] = dp[i - 1][0]综上, 持有股票状态(状态1) 的递推公式是: dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], max(dp[i - 1][3] - prices[i], dp[i - 1][1] - prices[i]));
(2)不持有股票,保持不持有状态 dp[i][1] (状态2) 前一天为冷冻期(状态4,j = 3),即 两天之前卖掉了股票,经过一天冷冻期到今天 就是不持有状态(不用再加prices), dp[i][1] = dp[i - 1][3] 前一天就是不持有股票的状态(状态2,j = 1),即在 昨天之前就已经卖掉股票并度过了冷冻期 , dp[i][1] = dp[i - 1][1]综上, 保持不持有状态(状态2) 的递推公式是: dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][3]);
(3)今天卖掉股票 dp[i][2] (状态3) 前一天为冷冻期(状态4,j = 3),即 冷冻期刚结束马上又卖出 , dp[i][2] = dp[i - 1][3] + prices[i] 前一天为持有股票状态(状态1,j = 0), dp[i][2] = dp[i - 1][0] + prices[i]综上, 今天卖掉股票(状态3) 的递推公式是: dp[i][2] = max(dp[i - 1][3] + prices[i], dp[i - 1][0] + prices[i]);
综上, 今天卖掉股票(状态3) 的递推公式是: dp[i][2] = dp[i - 1][0] + prices[i];
处于冷冻期就表明之前的一天一定卖出了股票,因此卖掉股票(即状态3)的前置状态不可能是冷冻期(状态4),刚卖完股票还没买呢没东西可卖
(4)冷冻期 dp[i][3]冷冻期的前置状态只可能是前一天卖出股票 (状态3), dp[i][3] = dp[i - 1][2]
总结一下上面三大类,四种状态
dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], max(dp[i - 1][3] - prices[i], dp[i - 1][1] - prices[i])); dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][3]); //dp[i][2] = max(dp[i - 1][3] + prices[i], dp[i - 1][0] + prices[i]); dp[i][2] = dp[i - 1][0] + prices[i]; dp[i][3] = dp[i - 1][2];
这就是全部状态的递推公式
3、初始化dp数组有以下几种情况需要进行初始化
(1) 第0天买入股票(状态1) (一定是买入而不是持有,因为第0天不会有前一天的状态延续)
这种情况下肯定初始金钱为0,那么 dp[0][0] = -prices[0]
(2) 第0天保持不持有状态(状态2)
要找的是 dp[0][1] 的情况,要在i等于1时讨论,即 dp[1][1] = max(dp[0][1], dp[0][3]);
此时 dp[0][1] 要取0
dp[1][1] 指的是第1天保持不持有状态,要在上述二者中取一个最大值
理解1:
那肯定是要使 dp[0][3] 更大一些才对啊,因为这是冷冻期状态,意味着已经卖过一次股票,手里肯定有钱
故为了不影响 dp[0][3] , dp[0][1] 要取0
理解2:
第0天保持不持有状态 和 第0天冷冻期状态 都是 第1天保持不持有状态 的前置状态,既然最终目的都是要让第1天保持不持有状态,那么其实 dp[0][3] 和 dp[0][1] 都可以取0,这也解释了 dp[0][3] 应该初始化为0的原因
(3) 第0天卖出股票(状态3)
要找的是 dp[0][2] 的情况,也要在i等于1时讨论,结果与上面讨论状态2第0天初始化是同理的, dp[0][2] 也应该取0
此外, dp[0][3] 也初始化为0,见理解2↑
4、确定遍历顺序从递归公式上可以看出,dp[i] 依赖于 dp[i-1],所以是从前向后遍历。
代码class Solution { public: int maxProfit(vector<int>& prices) { if(prices.size() == 0) return 0; //定义dp数组 vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(4, 0)); //初始化 dp[0][0] = -prices[0]; //遍历dp数组 for(int i = 1; i < prices.size(); ++i){ //买入股票: //维持前一天买入股票的状态 //前一天是冷冻期(状态4,j = 3),冷冻期一结束马上买入 //前一天是不持有股票状态(状态2,j = 1),昨天之前就已经卖掉股票并过了冷冻期,但是还没有买入股票,今天买入 dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], max(dp[i - 1][3] - prices[i], dp[i - 1][1] - prices[i])); //不持有股票 //前一天为冷冻期(状态4,j = 3),两天之前卖掉了股票,经过一天冷冻期到今天 //前一天就是不持有股票的状态,昨天之前就已经卖掉股票并度过了冷冻期 dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][3]); dp[i][2] = dp[i - 1][0] + prices[i];//前一天为持有股票状态(状态1,j = 0) dp[i][3] = dp[i - 1][2];//前一天卖出股票(状态3) } //状态2、3、4都有可能是最大值 return max(dp[prices.size() - 1][3], max(dp[prices.size() - 1][1], dp[prices.size() - 1][2])); } };
状态2---保持不持有状态(已经卖掉股票)
状态3---今天卖掉股票
状态4---冷冻期(卖掉股票才可能进入冷冻期)
为什么返回的是状态状态2、3、4中的最大值,因为这三个状态都卖出了股票, 最后卖出股票才有可能得到最大收益
至于为什么状态2、3单独取max?其实无所谓顺序,只是max一次只能输入两个比较值所以要这样写
买卖股票的最佳时机含手续费
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给定一个整数数组 prices,其中第 i 个元素代表了第 i 天的股票价格 ;非负整数 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.注意:
0 < prices.length <= 50000. 0 < prices[i] < 50000. 0 <= fee < 50000 思路与买卖II几乎一样,只是需要加入手续费的处理逻辑即可
再推导一下所有的情况吧
(1)持有股票 dp[i][0]
如果是第i天买入的,那么要用没有持有该股票时有的钱减去股票的售价,即 dp[i][0] = dp[i - 1][1] - prices[i]
如果是第i-1天买入的,就还是和上一题一样,状态延续到第i天即可,即 dp[i][0] = dp[i - 1][0]
综上, dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] - prices[i]);//持有
(2)不持有股票 dp[i][1]
如果是第i天卖掉的,那就要用持有该股票时有的钱加上卖股票得的钱 然后还要减掉手续费 ,即 dp[i][1] = dp[i - 1][0] + prices[i] - fee
如果是第i-1天卖掉的,延续第i天的状态即可,即 dp[i][1] = dp[i - 1][1]
综上, dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] + prices[i] - fee);//不持有
代码class Solution { public: int maxProfit(vector<int>& prices, int fee) { int n = prices.size();//获取prices数组长度(天数) vector<vector<int>> dp(n, vector<int>(2, 0));//创建dp数组 dp[0][0] -= prices[0]; //初始化 //dp[0][1] = 0; for (int i = 1; i < n; i++) { dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] - prices[i]);//持有 dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] + prices[i] - fee);//不持有 } return max(dp[n - 1][0], dp[n - 1][1]);//最后一天要求把股票卖掉,返回不持有股票的最大金钱数 } };
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