動態規劃之買賣股票的最佳時機——Leecode

1.題目:買賣股票的最佳時機

https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock/description/

給定一個數組,它的第 i 個元素是一支給定股票第 i 天的價格。

如果你最多隻允許完成一筆交易(即買入和賣出一支股票),設計一個算法來計算你所能獲取的最大利潤。

注意你不能在買入股票前賣出股票。

示例 1:

輸入: [7,1,5,3,6,4]
輸出: 5
解釋: 在第 2 天(股票價格 = 1)的時候買入,在第 5 天(股票價格 = 6)的時候賣出,最大利潤 = 6-1 = 5 。
     注意利潤不能是 7-1 = 6, 因爲賣出價格需要大於買入價格。

示例 2:

輸入: [7,6,4,3,1]
輸出: 0
解釋: 在這種情況下, 沒有交易完成, 所以最大利潤爲 0。

代碼實現:

//方法一
class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) {
        int b1=INT_MIN;
        int s1=0;
        for(int i=0;i<prices.size();i++)
        {
            b1=max(b1,-prices[i]);
            s1=max(s1,b1+prices[i]);
        }
        return s1;
    }
};


//方法二
class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) {
        if (prices.size()<1)
            return 0;
       int res=0;
       int m = prices[0];//買入最小值
       for(int i=1;i<prices.size();i++)
       {
           res=max(res,prices[i]-m);
           m=min(prices[i],m);
       }
       return res;
    }
};

2.題目 :買賣股票的最佳時機 II

https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-ii/description/

給定一個數組,它的第 i 個元素是一支給定股票第 i 天的價格。

設計一個算法來計算你所能獲取的最大利潤。你可以儘可能地完成更多的交易(多次買賣一支股票)。

注意:你不能同時參與多筆交易(你必須在再次購買前出售掉之前的股票)。

示例 1:

輸入: [7,1,5,3,6,4]
輸出: 7
解釋: 在第 2 天(股票價格 = 1)的時候買入,在第 3 天(股票價格 = 5)的時候賣出, 這筆交易所能獲得利潤 = 5-1 = 4 。
     隨後,在第 4 天(股票價格 = 3)的時候買入,在第 5 天(股票價格 = 6)的時候賣出, 這筆交易所能獲得利潤 = 6-3 =3 。

示例 2:

輸入: [1,2,3,4,5]
輸出: 4
解釋: 在第 1 天(股票價格 = 1)的時候買入,在第 5 天 (股票價格 = 5)的時候賣出, 這筆交易所能獲得利潤 = 5-1 = 4 。
     注意你不能在第 1 天和第 2 天接連購買股票,之後再將它們賣出。
     因爲這樣屬於同時參與了多筆交易,你必須在再次購買前出售掉之前的股票。

示例 3:

輸入: [7,6,4,3,1]
輸出: 0
解釋: 在這種情況下, 沒有交易完成, 所以最大利潤爲 0。

原理:

只要把所有的連續上升子串的的兩個端點找到就好了

代碼實現: 

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) {
        if(prices.empty())  //判斷輸入是否爲空
            return 0;

        //貪心算法
        int maxPro = 0,temp = 0;//最大收益、差值
        for(int i=1;i<prices.size();i++)//判斷所有上升的值
        {   
            temp = prices[i]-prices[i-1];
            if(temp>0)
                maxPro +=temp; 
        }
        return maxPro;  
    }
};

 

3.題目:買賣股票的最佳時機 III

https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-iii/description/

給定一個數組,它的第 i 個元素是一支給定的股票在第 天的價格。

設計一個算法來計算你所能獲取的最大利潤。你最多可以完成 兩筆 交易。

注意: 你不能同時參與多筆交易(你必須在再次購買前出售掉之前的股票)。

示例 1:

輸入: [3,3,5,0,0,3,1,4]
輸出: 6
解釋: 在第 4 天(股票價格 = 0)的時候買入,在第 6 天(股票價格 = 3)的時候賣出,這筆交易所能獲得利潤 = 3-0 = 3 。
     隨後,在第 7 天(股票價格 = 1)的時候買入,在第 8 天 (股票價格 = 4)的時候賣出,這筆交易所能獲得利潤 = 4-1 = 3 。

示例 2:

輸入: [1,2,3,4,5]
輸出: 4
解釋: 在第 1 天(股票價格 = 1)的時候買入,在第 5 天 (股票價格 = 5)的時候賣出, 這筆交易所能獲得利潤 = 5-1 = 4 。   
     注意你不能在第 1 天和第 2 天接連購買股票,之後再將它們賣出。   
     因爲這樣屬於同時參與了多筆交易,你必須在再次購買前出售掉之前的股票。

示例 3:

輸入: [7,6,4,3,1] 
輸出: 0 
解釋: 在這個情況下, 沒有交易完成, 所以最大利潤爲 0。

原理:

確保每次剩下的錢最多

  7 1 5 3 6 4
第一次買入 -7 -1 -1 -1 -1 -1
第一次賣出 0 0 4 4 5 5
第二次買入 -7 -1 -1 1 1 1
第二次賣出 0 0 4 4 7 7
  3 3 5 0 0 3 1 4
第一次買入 -3 -3 -3 0 0 0 0 0
第一次賣出 0 0 2 2 2 3 3 4
第二次買入 -3 -3 -3 2 2 2 2 2
第二次賣出 0 0 2 2 2 5 5 6

代碼實現:

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) {
        int b1=INT_MIN,b2=INT_MIN;//買入的初始值爲int的下界,-2^31-1
        int s1=0,s2=0;        //賣出初始化爲0
        for(int i=0;i<prices.size();i++)
        {
            b1=max(b1,-prices[i]);
            s1=max(s1,b1+prices[i]);
            b2=max(b2,s1-prices[i]);
            s2=max(s2,b2+prices[i]);
        }
        return s2;
    }
};

題目4:買賣股票的最佳時機 IV

https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-iv/description/

 

給定一個數組,它的第 i 個元素是一支給定的股票在第 天的價格。

設計一個算法來計算你所能獲取的最大利潤。你最多可以完成 k 筆交易。

注意: 你不能同時參與多筆交易(你必須在再次購買前出售掉之前的股票)。

示例 1:

輸入: [2,4,1], k = 2
輸出: 2
解釋: 在第 1 天 (股票價格 = 2) 的時候買入,在第 2 天 (股票價格 = 4) 的時候賣出,這筆交易所能獲得利潤 = 4-2 = 2 。

示例 2:

輸入: [3,2,6,5,0,3], k = 2
輸出: 7
解釋: 在第 2 天 (股票價格 = 2) 的時候買入,在第 3 天 (股票價格 = 6) 的時候賣出, 這筆交易所能獲得利潤 = 6-2 = 4 。
     隨後,在第 5 天 (股票價格 = 0) 的時候買入,在第 6 天 (股票價格 = 3) 的時候賣出, 這筆交易所能獲得利潤 = 3-0=3 。

原理:

注意:當交易次數大於天數,看作是貪心算法

代碼實現:

class Solution {
public:
    int maxProfit(int k, vector<int>& prices) {
        if(k > prices.size())//當交易次數大於天數,看作是貪心算法
        {
            int res = 0;
            for(int i = 1 ; i < prices.size(); i++) if(prices[i] > prices[i-1]) res += prices[i]-prices[i-1];
            return res;
        }

        vector<int> sell(k+1, 0), buy(k+1, INT_MIN);//第n次的賣出、買入的數組
        for(int i = 0; i < prices.size() ; i++)
        {
            for(int  j = k; j > 0 ; j--)        //交易次數,從後面倒過來
            {
                sell[j] = max(sell[j], buy[j] + prices[i]);
                buy[j] = max(buy[j], sell[j-1] - prices[i]);
            }
        }
        return sell[k];
    }
};
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