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LeetCode-股票问题

LeetCode-股票问题

121. 买卖股票的最佳时机

难度简单

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。

示例 2:

输入:prices = [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。

提示:

  • 1 <= prices.length <= 105
  • 0 <= prices[i] <= 104

解题思路:

数组 prices 以每个i为卖出时机 遍历一遍数组 prices 求所有以i为卖出的最大值

  • 假设 求index=0 表示当天买,当天卖 火里为0
  • 以每个i为卖出时机,买入点为prices[0,i] 买入时机为prices[0,i]的最小值
class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices == null || prices.length == 0) {
            return 0;
        }
        // 0...i 最小值
        int min = prices[0];
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < prices.length; i++) {
            min = Math.min(min, prices[i]);
            ans = Math.max(ans, prices[i] - min);
        }
        return ans;
    }
}
LeetCode-股票问题插图
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122. 买卖股票的最佳时机 II

难度简单

给定一个数组 prices ,其中 prices[i] 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: 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 。

示例 2:

输入: prices = [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: prices = [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。

提示:

  • 1 <= prices.length <= 3 * 104
  • 0 <= prices[i] <= 104

解题思路

  • 遍历整个股票交易日价格列表 price,策略是所有上涨交易日都买卖(赚到所有利润),所有下降交易日都不买卖(永不亏钱)。

如果 prices[i] > prices[i-1] profit= prices[i] - prices[i-1]

class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        int profit = 0;
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
            int tmp = prices[i] - prices[i - 1];
            if (tmp > 0) profit += tmp;
        }
        return profit;
    }

}
LeetCode-股票问题插图1
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123. 买卖股票的最佳时机 III

难度困难

给定一个数组,它的第 i 个元素是一支给定的股票在第 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:prices = [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:prices = [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:prices = [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。

示例 4:

输入:prices = [1]
输出:0

提示:

  • 1 <= prices.length <= 105
  • 0 <= prices[i] <= 105

解题思路

对于任意一天考虑四个变量:
fstBuy: 在该天第一次买入股票可获得的最大收益 
fstSell: 在该天第一次卖出股票可获得的最大收益
secBuy: 在该天第二次买入股票可获得的最大收益
secSell: 在该天第二次卖出股票可获得的最大收益
分别对四个变量进行相应的更新, 最后secSell就是最大
收益值(secSell >= fstSell)
class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        int fstBuy = Integer.MIN_VALUE, fstSell = 0;
        int secBuy = Integer.MIN_VALUE, secSell = 0;
        for(int p : prices) {
            fstBuy = Math.max(fstBuy, -p);
            fstSell = Math.max(fstSell, fstBuy + p);
            secBuy = Math.max(secBuy, fstSell - p);
            secSell = Math.max(secSell, secBuy + p); 
        }
        return secSell;
    }
}
LeetCode-股票问题插图2
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class Solution {
    public  int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices == null || prices.length < 2) {
            return 0;
        }
        int ans = 0;
        int doneOnceMinusBuyMax = -prices[0];//完成一次交易 减去第二次买入后 的最大利润
        int doneOnceMax = 0;// 0 : [0] - [0] 完成一次交易后 获取的最大利润,即股票问题一获取的收益
        int min = prices[0];
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
            ans = Math.max(ans, doneOnceMinusBuyMax + prices[i]);//以i点 完成两次股票买卖,获取的最大收益 doneOnceMinusBuyMax + prices[i] 表示完成了第二次股票卖出
            min = Math.min(min, prices[i]);//[0,i] 的最小值,最佳买入股票点
            doneOnceMax = Math.max(doneOnceMax, prices[i] - min);  //股票问题一的解 当天卖出最大收益
            doneOnceMinusBuyMax = Math.max(doneOnceMinusBuyMax, doneOnceMax - prices[i]);//寻找第二次买入点
        }
        return ans;
    }
}
LeetCode-股票问题插图3
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188. 买卖股票的最佳时机 IV

难度困难

给定一个整数数组 prices ,它的第 i 个元素 prices[i] 是一支给定的股票在第 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:k = 2, prices = [2,4,1]
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:k = 2, prices = [3,2,6,5,0,3]
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 。

提示:

  • 0 <= k <= 100
  • 0 <= prices.length <= 1000
  • 0 <= prices[i] <= 1000
class Solution {
    public int maxProfit(int k, int[] prices) {
        int n = prices.length;
        if (n == 0) return 0;
        if(k >= prices.length/2) return greedy(prices);
        
        int[][] dp = new int[k + 1][2];
        for (int i = 1; i <= k; i++) {
            dp[i][1] = Integer.MIN_VALUE;
        }
        for (int price : prices) {
            for (int j = 1; j <= k; j++) {
                dp[j][0] = Math.max(dp[j][0], dp[j][1] + price);// 买了卖
                dp[j][1] = Math.max(dp[j][1], dp[j - 1][0] - price); // 卖了买
            }
        }
        return dp[k][0];
    }

    private int greedy(int[] prices) {
        int max = 0;
        for(int i = 1; i < prices.length; ++i) {
            if(prices[i] > prices[i-1])
                max += prices[i] - prices[i-1];
        }
        return max;
    }
}
LeetCode-股票问题插图4
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309. 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]
  • buy[i] = Math.max(buy[i - 1], sell[i - 2] - prices[i]); (第一项表示第i-1天买进,第天不做买进操作,第二项表示第i天买进)
  • sell[i] = Math.max(sell[i - 1], buy[i - 1] + prices[i]); (第一项表示第i-1天卖出,第天不做卖出操作,第二项表示第i天卖出)
class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices.length < 2) {
            return 0;
        }
        int N = prices.length;
        int[] buy = new int[N];
        int[] sell = new int[N];
        buy[1] = Math.max(-prices[0], -prices[1]);
        sell[1] = Math.max(0, prices[1] - prices[0]);
        for (int i = 2; i < N; i++) {
            buy[i] = Math.max(buy[i - 1], sell[i - 2] - prices[i]);
            sell[i] = Math.max(sell[i - 1], buy[i - 1] + prices[i]);
        }
        return sell[N - 1];
    }
}
LeetCode-股票问题插图5
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