动态规划之买卖股票的最佳时机——Leecode

1.题目:买卖股票的最佳时机

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

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定股票第 i 天的价格。

如果你最多只允许完成一笔交易(即买入和卖出一支股票),设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。

注意你不能在买入股票前卖出股票。

示例 1:

输入: [7,1,5,3,6,4]
输出: 5
解释: 在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出,最大利润 = 6-1 = 5 。
     注意利润不能是 7-1 = 6, 因为卖出价格需要大于买入价格。

示例 2:

输入: [7,6,4,3,1]
输出: 0
解释: 在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

代码实现:

//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];//买入最小值
       for(int i=1;i<prices.size();i++)
       {
           res=max(res,prices[i]-m);
           m=min(prices[i],m);
       }
       return res;
    }
};

2.题目 :买卖股票的最佳时机 II

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

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定股票第 i 天的价格。

设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。你可以尽可能地完成更多的交易(多次买卖一支股票)。

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)。

示例 1:

输入: [7,1,5,3,6,4]
输出: 7
解释: 在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 3 天(股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。
     随后,在第 4 天(股票价格 = 3)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 6-3 =3 。

示例 2:

输入: [1,2,3,4,5]
输出: 4
解释: 在第 1 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天 (股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。
     注意你不能在第 1 天和第 2 天接连购买股票,之后再将它们卖出。
     因为这样属于同时参与了多笔交易,你必须在再次购买前出售掉之前的股票。

示例 3:

输入: [7,6,4,3,1]
输出: 0
解释: 在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

原理:

只要把所有的连续上升子串的的两个端点找到就好了

代码实现: 

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) {
        if(prices.empty())  //判断输入是否为空
            return 0;

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

 

3.题目:买卖股票的最佳时机 III

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

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定的股票在第 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)。

示例 1:

输入: [3,3,5,0,0,3,1,4]
输出: 6
解释: 在第 4 天(股票价格 = 0)的时候买入,在第 6 天(股票价格 = 3)的时候卖出,这笔交易所能获得利润 = 3-0 = 3 。
     随后,在第 7 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 8 天 (股票价格 = 4)的时候卖出,这笔交易所能获得利润 = 4-1 = 3 。

示例 2:

输入: [1,2,3,4,5]
输出: 4
解释: 在第 1 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天 (股票价格 = 5)的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5-1 = 4 。   
     注意你不能在第 1 天和第 2 天接连购买股票,之后再将它们卖出。   
     因为这样属于同时参与了多笔交易,你必须在再次购买前出售掉之前的股票。

示例 3:

输入: [7,6,4,3,1] 
输出: 0 
解释: 在这个情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

原理:

确保每次剩下的钱最多

  7 1 5 3 6 4
第一次买入 -7 -1 -1 -1 -1 -1
第一次卖出 0 0 4 4 5 5
第二次买入 -7 -1 -1 1 1 1
第二次卖出 0 0 4 4 7 7
  3 3 5 0 0 3 1 4
第一次买入 -3 -3 -3 0 0 0 0 0
第一次卖出 0 0 2 2 2 3 3 4
第二次买入 -3 -3 -3 2 2 2 2 2
第二次卖出 0 0 2 2 2 5 5 6

代码实现:

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) {
        int b1=INT_MIN,b2=INT_MIN;//买入的初始值为int的下界,-2^31-1
        int s1=0,s2=0;        //卖出初始化为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;
    }
};

题目4:买卖股票的最佳时机 IV

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

 

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定的股票在第 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 k 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)。

示例 1:

输入: [2,4,1], k = 2
输出: 2
解释: 在第 1 天 (股票价格 = 2) 的时候买入,在第 2 天 (股票价格 = 4) 的时候卖出,这笔交易所能获得利润 = 4-2 = 2 。

示例 2:

输入: [3,2,6,5,0,3], k = 2
输出: 7
解释: 在第 2 天 (股票价格 = 2) 的时候买入,在第 3 天 (股票价格 = 6) 的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 6-2 = 4 。
     随后,在第 5 天 (股票价格 = 0) 的时候买入,在第 6 天 (股票价格 = 3) 的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 3-0=3 。

原理:

注意:当交易次数大于天数,看作是贪心算法

代码实现:

class Solution {
public:
    int maxProfit(int k, vector<int>& prices) {
        if(k > prices.size())//当交易次数大于天数,看作是贪心算法
        {
            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次的卖出、买入的数组
        for(int i = 0; i < prices.size() ; i++)
        {
            for(int  j = k; j > 0 ; j--)        //交易次数,从后面倒过来
            {
                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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