代码随想录算法训练营第四十九天 | 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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121. 买卖股票的最佳时机
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视频讲解
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
输入:[7,1,5,3,6,4]
输出:5
动规五部曲分析如下:
确定dp数组(dp table)以及下标的含义
dp[i][0] 表示第i天持有股票所得最多现金 ,这里可能有同学疑惑,本题中只能买卖一次,持有股票之后哪还有现金呢?
其实一开始现金是0,那么加入第i天买入股票现金就是 -prices[i], 这是一个负数,dp[i][1] 表示第i天不持有股票所得最多现金,注意这里说的是“持有”,“持有”不代表就是当天“买入”!也有可能是昨天就买入了,今天保持持有的状态
确定递推公式
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]
那么dp[i][0]应该选所得现金最大的,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价格卖出后所得现金即:prices[i] + dp[i - 1][0],同样dp[i][1]取最大的,dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], prices[i] + dp[i - 1][0]);这样递推公式我们就分析完了
dp数组如何初始化
由递推公式 dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], -prices[i]); 和 dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], prices[i] + dp[i - 1][0]);可以看出
其基础都是要从dp[0][0]和dp[0][1]推导出来
那么dp[0][0]表示第0天持有股票,此时的持有股票就一定是买入股票了,因为不可能有前一天推出来,所以dp[0][0] -= prices[0];dp[0][1]表示第0天不持有股票,不持有股票那么现金就是0,所以dp[0][1] = 0;
确定遍历顺序
从递推公式可以看出dp[i]都是由dp[i - 1]推导出来的,那么一定是从前向后遍历
举例推导dp数组
以示例1,输入:[7,1,5,3,6,4]为例,dp数组状态如下:
dp[5][1]就是最终结果
为什么不是dp[5][0]呢?
因为本题中不持有股票状态所得金钱一定比持有股票状态得到的多!
class Solution {
public:int maxProfit(vector<int>& prices) {int len = prices.size();if (len == 0) return 0;vector<vector<int>> dp(len, vector<int>(2));dp[0][0] -= prices[0];dp[0][1] = 0;for (int i = 1; i < len; i++) {dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], -prices[i]);dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], prices[i] + dp[i - 1][0]);}return dp[len - 1][1];}
};
122.买卖股票的最佳时机II
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视频讲解
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
输入:prices = [7,1,5,3,6,4]
输出:7
在动规五部曲中,这个区别主要是体现在递推公式上,其他都和121. 买卖股票的最佳时机一样一样的。
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,那么第i天持有股票即dp[i][0],如果是第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],再来看看如果第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即:prices[i] + dp[i - 1][0]
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)
class Solution {
public:int maxProfit(vector<int>& prices) {int len = prices.size();vector<vector<int>> dp(len, vector<int>(2, 0));dp[0][0] -= prices[0];dp[0][1] = 0;for (int i = 1; i < len; i++) {dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] - prices[i]); // 注意这里是和121. 买卖股票的最佳时机唯一不同的地方。dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] + prices[i]);}return dp[len - 1][1];}
};