LeetCode 动态规划之买卖股票的最佳时机含手续费

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题目

给定一个整数数组 prices,其中 prices[i] 表示第 i 天的股票价格;整数 fee 代表了交易股票的手续费用。

你可以无限次地完成交易,但是你每笔交易都需要付手续费。如果你已经购买了一个股票,在卖出它之前你就不能再继续购买股票了。

返回获得利润的最大值。

注意:这里的一笔交易指买入持有并卖出股票的整个过程,每笔交易你只需要为支付一次手续费。

示例 1:

输入:prices = [1, 3, 2, 8, 4, 9], fee = 2
输出:8
解释:能够达到的最大利润:  
在此处买入 prices[0] = 1
在此处卖出 prices[3] = 8
在此处买入 prices[4] = 4
在此处卖出 prices[5] = 9
总利润: ((8 - 1) - 2) + ((9 - 4) - 2) = 8
示例 2:

输入:prices = [1,3,7,5,10,3], fee = 3
输出:6
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提示:

1 <= prices.length <= 5 * 104
1 <= prices[i] < 5 * 104
0 <= fee < 5 * 104
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题解

解题分析

题目描述: 给定每日股票价格的数组,每天可以选择是否买入/卖出,持有时不能再次买入,每笔交易有固定的手续费,求可获得的最大利润。

解题思路:

  1. 我们可以从题目可以看到,本题是一个典型的动态规划问题。
  2. 对于动态规划问题我们可以总结一下思路:
    • 定义状态转移方程
    • 给定转移方程初始值
    • 通过代码递推首先转移方程
  3. 结合本题目我们首先定义转移方程

定义一个二维数组 dp[n][2]:

  • dp[i][1] 表示第 i 天不持有可以获得的最大利润;
  • dp[i][2] 表示第 i 天持有获得的最大利润(注意是第 i 天持有,而不是第 i 天买入)。

定义转移方程:

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  • 不持有: dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] + price[i] - fee)

对于今天不持有,可以从两个状态转移过来,1. 昨天也不持有;2. 昨天持有,今天卖出。获取最大值

  • 持有: dp[i][1] = max(dp[i-1][1], dp[i-1][0] - price[i])

对于今天持有, 可以从两个状态转移过来,1. 昨天也持有;昨天不持有,今天买入,获取最大值

  1. 给转移方程初始化值

对于第 0 天: - 不持有: dp[0][0] = 0; - 持有(即花钱买入):dp[0][1] = -prices[0];

  1. 代码实现转移方程
class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices, int fee) {
        int n = prices.length;
        int[][] dp = new int[n][2];
        dp[0][0] = 0;
        dp[0][1] = -prices[0];
        for (int i=0; i< n; i++) {
           dp[i][0] = Math.max(dp[i-1][0], dp[i -1][1] + prices[i] - fee);
           dp[i][1] = Math.max(dp[i-1][1], dp[i-1][0] - prices[i]);
        }
        return dp[n-1][0];
    }
}
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由于我们只需要用到前一次的数据,可以进行空间优化,在转移的时候 dp[i] 从 dp[i-1] 转移而来, 因此可以去掉一维数组。最终解题代码所示。

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(N)
  • 空间复杂度:O(1), 我们没有创建额外的数组来存储。

解题代码

题解代码如下(代码中有详细的注释说明):

class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices, int fee) {
        int n = prices.length;
        // sell 表示卖出的最大收益
        int sell = 0, buy = -prices[0];
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            sell = Math.max(sell, buy + prices[i] - fee);
            buy = Math.max(buy, sell - prices[i]);
        }
        return sell;
    }
}
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参考信息

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