力扣第309题 买卖股票的最佳时机含冷冻期 c++ 动态规划 附Java代码
题目
中等
相关标签
给定一个整数数组prices
,其中第 prices[i]
表示第 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):
- 卖出股票后,你无法在第二天买入股票 (即冷冻期为 1 天)。
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 = [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]
示例 2:
输入: prices = [1] 输出: 0
提示:
1 <= prices.length <= 5000
0 <= prices[i] <= 1000
思路和解题方法
使用了一个二维数组dp来记录状态。数组的每一行表示股票价格的变化情况,每一列代表不同的交易状态:
- 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天完成第一次交易后未持有股票时的最大利润
- dp[i][2] 表示第i天完成第二次交易后未持股票时的最大利润
- dp[i][3] 表示第i天完成所有交易后未持股票时的最大利润
对于第i天的状态转移方程如下:
- dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][3]-prices[i], dp[i-1][1]-prices[i]) (持有股票的最大利润:前一天就持有股票、前一天完成一次交易后买入或前一天完成两次交易后买入)
- dp[i][1] = max(dp[i-1][1], dp[i-1][3]) (完成第一次交易后未持股票的最大利润:前一天就完成第一次交易或前一天完成所有交易后卖出)
- dp[i][2] = dp[i-1][0]+prices[i] (完成第二次交易后未持股票的最大利润:前一天完成一次交易并买入当天的股票)
- dp[i][3] = dp[i-1][2] (完成所有交易后未持股票的最大利润:前一天完成第二次交易)
最后,返回dp[n-1][3]、dp[n-1][1]和dp[n-1][2]三个状态中的最大值,即为最大利润。
复杂度
时间复杂度:
O(n)
时间复杂度为 O(n),其中 n 是 prices 的大小。状态转移方程中相对于 i-1 的状态只会被访问一次,因此总共需要访问 n 个状态。
空间复杂度
O(n)
空间复杂度为 O(n),需要使用一个二维数组 dp 保存状态。数组的大小为 n×4,因此空间复杂度为 O(n)。
c++ 代码
class Solution {
public:
int maxProfit(vector<int>& prices) {
int n = prices.size();
if (n == 0) return 0;
vector<vector<int>> dp(n, vector<int>(4, 0));
// dp矩阵的每一行表示当前天数的状态,共有4个状态:0持股票、1卖出股票、2冷冻期、3未持有股票
// dp[i][0]表示第i天持有股票的最大收益
// dp[i][1]表示第i天卖出股票的最大收益
// dp[i][2]表示第i天处于冷冻期的最大收益
// dp[i][3]表示第i天未持有股票的最大收益
dp[0][0] -= prices[0]; // 初始化第一天持有股票的状态
for (int i = 1; i < n; i++) {
// 根据状态转移方程更新dp数组
dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], max(dp[i - 1][3] - prices[i], dp[i - 1][1] - prices[i]));
dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][3]);
dp[i][2] = dp[i - 1][0] + prices[i];
dp[i][3] = dp[i - 1][2];
}
// 最终结果为最后一天不持有股票、卖出股票和冷冻期的最大收益中的最大值
return max(dp[n - 1][3], max(dp[n - 1][1], dp[n - 1][2]));
}
};
附Java代码
class Solution {
public int maxProfit(int[] prices) {
if (prices == null || prices.length < 2) {
return 0;
}
int[][] dp = new int[prices.length][2];
// 初始化初始状态
dp[0][0] = 0; // 第一天不持有股票时的最大利润为 0
dp[0][1] = -prices[0]; // 第一天持有股票时的最大利润为买入第一天的股票价格的负值
dp[1][0] = Math.max(dp[0][0], dp[0][1] + prices[1]); // 第二天不持有股票时的最大利润,取前一天不持有股票和前一天持有股票并卖出第二天股票的较大值
dp[1][1] = Math.max(dp[0][1], -prices[1]); // 第二天持有股票时的最大利润,取前一天持有股票和买入第二天股票的较大值
for (int i = 2; i < prices.length; i++) {
// 状态转移方程
dp[i][0] = Math.max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] + prices[i]); // 第i天不持有股票的最大利润,取前一天不持有股票和前一天持有股票并卖出第i天股票的较大值
dp[i][1] = Math.max(dp[i-1][1], dp[i-2][0] - prices[i]); // 第i天持有股票的最大利润,取前一天持有股票和前两天不持有股票并买入第i天股票的较大值
}
return dp[prices.length - 1][0]; // 返回最后一天不持有股票时的最大利润
}
}
觉得有用的话可以点点赞,支持一下。
如果愿意的话关注一下。会对你有更多的帮助。
每天都会不定时更新哦 >人< 。
【推荐】国内首个AI IDE,深度理解中文开发场景,立即下载体验Trae
【推荐】编程新体验,更懂你的AI,立即体验豆包MarsCode编程助手
【推荐】抖音旗下AI助手豆包,你的智能百科全书,全免费不限次数
【推荐】轻量又高性能的 SSH 工具 IShell:AI 加持,快人一步
· winform 绘制太阳,地球,月球 运作规律
· AI与.NET技术实操系列(五):向量存储与相似性搜索在 .NET 中的实现
· 超详细:普通电脑也行Windows部署deepseek R1训练数据并当服务器共享给他人
· 【硬核科普】Trae如何「偷看」你的代码?零基础破解AI编程运行原理
· 上周热点回顾(3.3-3.9)