【动态规划】【简单多状态dp问题】买卖股票相关问题（冷冻期、手续费、限制次数）
5. 买卖股票的最佳时机含冷冻期
309. 最佳买卖股票时机含冷冻期
算法原理
- 确定状态表示
dp[i]：表示第i天的最大利润
- 细分
- 第
i天结束的时候是“买入”状态（0） - 第
i天结束的时候是“可交易”状态（1） - 第
i天结束的时候是“冷冻期”状态（2）
- 第
- 状态转移方程
分析状态的时候，就一个状态一个状态的看（一共 3 x 3=9 种）
- 买入
-
“买入“==>“买入”；在
i-1天的时候什么也不干，到了第i天之后已然是“买入状态” -
“可交易”==>“买入”：在第
i天进行股票买入，-price[i] -
“冷冻期”x=>“买入”：这一天无法交易，故不能买入股票，所以无法实现
-
dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] - price[i])
-
- 可交易
-
“可交易”==>“可交易”：i-1 天不买，则到了 i 天也是“可交易”
-
“冷冻期”==>“可交易”：i-1 天是冷冻期，则第 i 天就是可交易的了
-
“买入”x=>可交易：必须得经过冷冻期
-
dp[i][1] = max(dp[i-1][1], dp[i-1][2])
-
- 冷冻期
-
“冷冻期”x=>“冷冻期”：不能连续两天都是“冷冻期”
-
“买入”==>“冷冻期”：在第 i 天将股票给卖了，就变成“冷冻期”了，
+price[] -
“可交易”x=>“冷冻期”：到不了手里没股票，没卖的
-
dp[i][2] = dp[i-1][0] + price[i]
-
-
初始化
- 都出现了
i-1，所以要初始化第一个位置 dp[0][0] = -price[0]dp[0][1] = 0dp[0][2] = 0
- 都出现了
-
填表顺序
- 从左往右
- 一次填写三个表
-
返回值
- 返回
max(dp[n-1][1], dp[n-1][2]) - 第一个表肯定不是最终答案，手里的股票都还没卖，肯定比卖出去的低
- 返回
代码编写
public int maxProfit(int[] prices) {
int n = prices.length;
int[][] dp = new int[n][3];
//2. 初始化
dp[0][0] = -prices[0];
//3. 填表
for (int i = 1; i < n; i++) {
dp[i][0] = Math.max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] - prices[i]);
dp[i][1] = Math.max(dp[i-1][1], dp[i-1][2]);
dp[i][2] = dp[i-1][0] + prices[i];
}
return Math.max(dp[n-1][1], dp[n-1][2]);
}
6. 买卖股票的最佳时期含手续费
714. 买卖股票的最佳时期含手续费
算法原理
-
确定状态表示
dp[i]表示：第 i 天结束之后，所能获得的最大利润f[i]：处于“买入”，有股票，此时的最大利润g[i]：处于“卖出”，可交易，此时的最大利润 `
-
状态转移方程
f[i] = max(f[i-1], g[i-1] - price[i])g[i] = max(g[i-1], f[i-1] + price[i] - fee)
-
初始化
- 第 0 天的时候处于买入状态，那就只能把那天的股票买了
f[0] = -price[0] - 第 0 天的时候处于卖出的状态，那就啥也不干
g[0] = 0
- 第 0 天的时候处于买入状态，那就只能把那天的股票买了
-
填表顺序
- 从左往右
- 两表一起填
-
返回值
- 只有处于卖出状态才可能是最大利润
- 直接返回
g[n-1]
代码编写
public int maxProfit(int[] prices, int fee) {
int n = prices.length;
int[] f = new int[n];
int[] g = new int[n];
f[0] = -prices[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
f[i] = Math.max(f[i-1], g[i-1]-prices[i]);
g[i] = Math.max(g[i-1], f[i-1]+prices[i]-fee);
}
return g[n-1];
}
7. 买卖股票的最佳时机 III
123. 买卖股票的最佳时机 III
算法原理
- 确定状态表示
dp[i]表示：第 i 天结束之后，所能获得的最大利润
一维表示第 i 天；二维表示交易次数（可加一维表示买入还是卖出，不过我们可以直接用两个表）
f[i][j]：第 i 天结束后，完成了 j 次交易，此时处于“买入“状态下的最大利润g[i][j]：第 i 天结束后，完成了 j 次交易，此时处于“卖出”状态下的最大利润
- 状态转移方程
f[i][j] = max(f[i-1][j], g[i-1][j]-prices[i-1])g[i][j] = max(g[i-1][j], f[i-1][j-1] + prices[i])，今天的交易次数是 j，要找到昨天的，就得j-1。g[i][j] = g[i-1][j]。因为第一次的时候，j-1<0，不符合要求if(j-1>=0) g[i][j] = max(g[i][j], f[i-1][j-1]+prices[i])
此处分析没有定义 j 的大小（交易次数），
- 初始化
- 只需要初始化第一行。横坐标表示第 0 天结束之后，纵坐标表示完成交易笔数
- 选最小值的时候，不能选
INT_MIN，因为上面还有-1 的操作，会导致越界。所以我们取-0x3f3f3f3f，这是最小值的一半
-
填表顺序
- 从上往下填写每一行
- 每一行从左往右
- 两表一起填
-
返回值
g表的最后一行里面的最大值- 不考虑
f表，因为f表手里的股票都还没卖出去，肯定不会是最大利润
代码编写
public int maxProfit(int[] prices) {
int n = prices.length;
int[][] f = new int[n][3];
int[][] g = new int[n][3];
for (int i = 1; i < 3; i++) {
f[0][i] = -0x3f3f3f3f;
g[0][i] = -0x3f3f3f3f;
}
f[0][0] = -prices[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
f[i][j] = Math.max(f[i-1][j], g[i-1][j]-prices[i]);
g[i][j] = g[i-1][j];
if(j-1 >= 0) g[i][j] = Math.max(g[i][j],
f[i-1][j-1]+prices[i]);
}
}
int ret = 0;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
ret = Math.max(ret, g[n-1][i]);
}
return ret;
}
8. 买卖股票的最佳时机 Ⅳ
188. 买卖股票的最佳时机 Ⅳ
算法原理
和上一题一样，只是把 2 变成了 k
代码编写
public int maxProfit(int k, int[] prices) {
int n = prices.length;
int MIN = -0x3f3f3f3f;
int[][] f = new int[n][k+1];
int[][] g = new int[n][k+1];
for (int i = 0; i <= k; i++) {
f[0][i] = MIN;
g[0][i] = MIN;
}
f[0][0] = -prices[0];
g[0][0] = 0;
for (int i = 1; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < k+1; j++) {
f[i][j] = Math.max(f[i-1][j], g[i-1][j]-prices[i]);
g[i][j] = g[i-1][j];
if(j-1 >= 0) g[i][j] = Math.max(g[i-1][j],
f[i-1][j-1]+prices[i]);
}
}
int ret = 0;
for (int i = 0; i < k+1; i++) {
ret = Math.max(ret, g[n-1][i]);
}
return ret;
}