LeetCode教你炒股票 Shepard-Wang

文章的灵感来源:

1 买卖股票的最佳时机

假设把某股票的价格按照时间先后顺序存储在数组中,请问买卖该股票一次可能获得的最大利润是多少?

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。

限制:

0 <= 数组长度 <= 10^5

题解

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) 
    {
        int profit = 0;
        int cost = INT_MAX;
        for(auto& i : prices)
        {
            cost = min(cost, i);
            profit = max(profit, i - cost);
        }
        return profit;
    }
};

单调栈

思路来源

时间复杂第:O(n) 空间复杂度:O(n)

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) 
    {
        stack<int> S;
        int N = prices.size();
        int ans = 0;
        for(int i = 0; i < N; ++i)
        {
            // 单调栈,栈顶值为最小
            // 遇到比栈顶值大的元素计算差值,否则小元素入栈
            if(!S.empty() && S.top() < prices[i])
                ans = max(ans, prices[i] - S.top());
            else
                S.push(prices[i]);
        }
        return ans;
    }
};

2 买卖股票的最佳时机 II

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。

提示:

1 <= prices.length <= 3 * 10 ^ 4
0 <= prices[i] <= 10 ^ 4

来源:力扣(LeetCode) 链接:https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-ii 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

贪心

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) 
    {
        int buy = INT_MAX, profit = 0;
        for(auto& i : prices)
        {
            if(i < buy) buy = i;
            else
            {
                profit += i - buy;
                // 这一步很关键,考虑第二个测试用例
                buy = i;
            }
        }      
        return profit;
    }
};

dp

官方题解

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) 
    {
        int N = prices.size();
        if(!N) return 0;
        int Buy  = -prices[0];
        int NBuy = 0;
        for(int i = 1; i < N; ++i)
        {
            int tmpBuy;
            // 持有归票的状态:今天买入或持有昨天
            tmpBuy = max(Buy, NBuy - prices[i]);
            // 不持有股票的状态:今天卖出或昨天不持有
            NBuy = max(NBuy, Buy + prices[i]);
            Buy = tmpBuy;
        }
        // 最后一定不持有收益最高
        return NBuy;
    }
};

3. 买卖股票的最佳时机 III

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 <= 10^5
0 <= prices[i] <= 10^5

来源:力扣(LeetCode) 链接:https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-iii 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

题解

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) 
    {
        int N = prices.size();
        // 第一次买入后的利润
        int buy1 = -prices[0];
        // 第一次卖出后的利润
        // 如果第一天买入就卖出了,利润为 0 
        int sell1 = 0;
        // 第二次买入后的利润
        int buy2 = -prices[0];
        // 第二次卖出后的利润
        // 第一天买入卖出再买入卖出利润还是 0
        int sell2 = 0;
        for(int i = 1; i < N; ++i)
        {
            buy1  = max(buy1, -prices[i]);
            sell1 = max(sell1, buy1 + prices[i]);
            buy2  = max(buy2, sell1 - prices[i]);
            sell2 = max(sell2, buy2 + prices[i]);
        }
        return sell2;
    }
};

4. 买卖股票的最佳时机 IV

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

来源:力扣(LeetCode) 链接:https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-iv 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

题解

class Solution {
public:
    int maxProfit(int k, vector<int>& prices) 
    {
        int N = prices.size();
        if(!N || !k) return 0;
        vector<int> buy(k, -prices[0]);
        vector<int> sell(k);
        for(int i = 1; i < N; ++i)
        {
            buy[0]  = max(buy[0], -prices[i]);
            sell[0] = max(sell[0], buy[0] + prices[i]);
            for(int j = 1; j < k; ++j)
            {
                buy[j]  = max(buy[j], sell[j - 1] - prices[i]);
                sell[j] = max(sell[j], buy[j - 1] + prices[i]);
            }
        }
        return sell.back();
    }
};

5. 买卖股票的最佳时机含手续费

给定一个整数数组 prices,其中第 i 个元素代表了第 i 天的股票价格 ;非负整数 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.

注意:

0 < prices.length <= 50000.
0 < prices[i] < 50000.
0 <= fee < 50000.

来源:力扣(LeetCode) 链接:https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-with-transaction-fee 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

dp

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices, int fee) 
    {
        int N = prices.size();
        int buy = -prices[0] - fee;
        int sell = 0;
        for(int i = 1; i < N; ++i)
        {
            int tmpBuy  = max(buy,  sell - prices[i] - fee);
            sell = max(sell, buy + prices[i]); 
            buy = tmpBuy;
        }
        return sell;
    }
};

贪心

题解

反悔的操作太秀了!

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices, int fee) 
    {
        int n = prices.size();
        int buy = prices[0] + fee;
        int profit = 0;
        for(int i = 1; i < n; i++)
        {
            if(prices[i] + fee < buy)
                buy = prices[i] + fee;
            else if(prices[i] > buy)
            {
                profit += prices[i] - buy;
                buy = prices[i];
            }
        }
        return profit;
    }
};

6. 最佳买卖股票时机含冷冻期

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]

来源:力扣(LeetCode) 链接:https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-with-cooldown 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

题解

class Solution {
public:
    int maxProfit(vector<int>& prices) 
    {
        int N = prices.size();
        if(!N) return 0;
        // 持有股票
        int In = -prices[0];
        // 不持有股票,在冷却器期
        int OutCool = 0;
        // 不持有股票,不在冷却期
        int OutNCool = 0;
        for(int i = 1; i < N; ++i)
        {
            // 当前持有股票的状态为:之前就持有股票或今天(不是冷却期)买入
            int tmpIn = max(In, OutNCool - prices[i]);
            // 不持有股票且在冷却期:昨天持有的股票被卖出
            int tmpOutCool = In + prices[i];
            // 不持有股票且不在冷却期:昨天就不在冷却期或昨天是冷却期
            OutNCool = max(OutNCool, OutCool);
            In = tmpIn;
            OutCool = tmpOutCool;
        }
        return max(OutCool, OutNCool);
    }
};

参考资料: