算法训练营Day41

发布时间:2024年01月16日

#Java #动态规划

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买卖股票的最佳时机:力扣题目链接

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

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;同时,你不能在买入前卖出股票。

我认为这道题的最优解为贪心,不仅更容易想到,代码也更简单。

class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        //贪心:取最左最小值,取最右最大值
        //这样他们相减得到的利润必然为最大
        int low = Integer.MAX_VALUE;//便于后续更新
        int res = 0; //记录结果

        for(int i = 0;i<prices.length;i++){
             low = Math.min(low,prices[i]); //取最左最小值
             res = Math.max(res,prices[i] - low);//得到最大利润
        }
        return res;
    }
}

思路很简单:要得到最大的利润,那买的股票一定要便宜,卖出去的一定要贵。

但是买股票要在卖股票之前,这样就理清楚了:在左边的最小值,取右边的最大值,即取买的最小值,取卖的最大值!(代码很容易理解)

根据本章要求,还是用动态规划的方法。

不看解题思路是真的想不出来

对于这道题的dp数组与递推公式都不是很好想到

class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
    //动态规划的解法第一次不易想到,但可以解决这一系列问题

    //先分析问题,创建dp数组。
    int [][]dp = new int[prices.length][2];  //二维数组
    //dp[i][0] 第i天 持有股票所拥有的钱
    //dp[i][1] 第i天 不持有股票所拥有的钱

    //递推:
    //dp[i][0] 的 状态 是dp[i-1][0] 与 -prices[i]所推出来的
    //dp[i][1] 的 状态 是dp[i-1][1] 与 dp[i-1][0] + prices[i]所推出来的

    //初始化:
    dp[0][0] = -prices[0];
    dp[0][1] = 0; 

    //循环
    for(int i =1;i<prices.length;i++){
        dp[i][0] = Math.max(dp[i-1][0],-prices[i]);
        dp[i][1] = Math.max(dp[i-1][1],dp[i-1][0]+prices[i]);
    }
    return dp[prices.length-1][1];
    }
}

虽然对于这道题,贪心的做法更好,但是用动态规划是要解决这一系列的问题。

  1. 定义状态: 使用动态规划数组 dp 来表示问题的状态。

    • dp[i][0]: 表示第i天持有股票时的最大利润。
    • dp[i][1]: 表示第i天不持有股票时的最大利润。
  2. 状态转移方程: 明确定义状态之后,需要找到状态之间的转移关系。

    • 对于 dp[i][0],它可以从前一天持有股票 (dp[i-1][0]) 或者在当天购买股票 (-prices[i]) 推导出来,取两者中的最大值。
    • 对于 dp[i][1],它可以从前一天不持有股票 (dp[i-1][1]) 或者在当天卖出股票 (dp[i-1][0] + prices[i]) 推导出来,取两者中的最大值。
  3. 初始化: 初始化第一天的状态。

    • dp[0][0] = -prices[0]: 第一天持有股票的最大利润为购买股票的负收益。
    • dp[0][1] = 0: 第一天不持有股票的最大利润为0。
  4. 迭代: 从第二天开始,根据状态转移方程更新动态规划数组。

    • 通过循环遍历股价数组,计算每一天的状态(递推)

买卖股票的最佳时机II:力扣题目链接

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?。

示例 1:

输入:prices = [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 。
     总利润为 4 + 3 = 7 。

这道题是上一题的衍生:唯一区别是本题股票可以买卖多次了

这道题,同样可以用贪心的方法:

class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
    //低买高出
    //贪心:只要第二天比今天的收益高就可以买了再卖
    int profit = 0;
    for(int i = 1; i<prices.length;i++){
        if(prices[i] > prices[i-1]){
        profit+=prices[i] - prices[i-1];
        }
    }
    return profit;
    }
}

动态规划:

因为之前是只能买一次,所以递推为:?dp[i][0] = Math.max(dp[i-1][0],-prices[i]);

但该题,可以买卖多次,则递推改为:?dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);

class Solution 
    public int maxProfit(int[] prices) {
        //按照I的模板来写
        int n = prices.length;
        int[][] dp = new int[n][2];    
        dp[0][0] = 0;                 
        dp[0][1] = -prices[0];
        for (int i = 1; i < n; ++i) {
            dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);    // 第 i 天,没有股票,这里是不一样的地方
            dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] - prices[i]);    // 第 i 天,持有股票
        }
        return dp[n - 1][0];   
    }
}

思路与 I 的完全相同,只不过在递推中: dp[i][0]的状态是 前一天持有股票的状态dp[i-1][0] 以及 前一天持有股票,但今天卖了的状态(dp[i-1][1] + prices[i])推出来的。

山中何事,松花酿酒,春水煎茶。

Fighting!

文章来源:https://blog.csdn.net/momolinshaomo/article/details/135621549
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