【P2569 [SCOI2010]股票交易】题解

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题目

最近 \(\text{lxhgww}\) 又迷上了投资股票，通过一段时间的观察和学习，他总结出了股票行情的一些规律。

通过一段时间的观察，\(\text{lxhgww}\) 预测到了未来 \(T\) 天内某只股票的走势，第 \(i\) 天的股票买入价为每股 \(AP_i\)，第 \(i\) 天的股票卖出价为每股 \(BP_i\)（数据保证对于每个 \(i\)，都有 \(AP_i \geq BP_i\)），但是每天不能无限制地交易，于是股票交易所规定第 \(i\) 天的一次买入至多只能购买 \(AS_i\) 股，一次卖出至多只能卖出 \(BS_i\) 股。

另外，股票交易所还制定了两个规定。为了避免大家疯狂交易，股票交易所规定在两次交易（某一天的买入或者卖出均算是一次交易）之间，至少要间隔 \(W\) 天，也就是说如果在第 \(i\) 天发生了交易，那么从第 \(i+1\) 天到第 \(i+W\) 天，均不能发生交易。同时，为了避免垄断，股票交易所还规定在任何时间，一个人的手里的股票数不能超过 \(\text{MaxP}\)。

在第 \(1\) 天之前，\(\text{lxhgww}\) 手里有一大笔钱（可以认为钱的数目无限），但是没有任何股票，当然，\(T\) 天以后，\(\text{lxhgww}\) 想要赚到最多的钱，聪明的程序员们，你们能帮助他吗？

思路

明显的dp。

设 \(dp[i][j]\) 表示第 \(i\) 天持股为 \(j\) 的最大钱数，首先可以从上一天或者第0天推导过来。

然后考虑买入的情况，由于我们每次由上一天推导过来，具有传递性，所以我们可以由第 \(i-w-1\) 天推导过来。

假设第 \(i-w-1\) 天持股数量为 \(k\)，那么需满足 \(j-as_i\leqslant k\leqslant j-1\)，转移为：

\[dp[i][j]=dp[i-w-1][k]-(j-k)\times ap_i \]

可是这样的时间复杂度达到三次方级别，于是我们对上面的式子变换一下：

\[dp[i][j]=(dp[i-w-1][k]+k\times ap_i)-j\times ap_i \]

明显，前面那一部分可以用单调队列优化。

卖出情况同理。

总结

这是一道非常经典的dp加单调队列优化。

dp方面，传递性的思想很巧妙。

有些时候，dp式子需要进行一定变换才能使用单调队列优化。

Code

// Problem: P2569 [SCOI2010]股票交易
// Contest: Luogu
// URL: https://www.luogu.com.cn/problem/P2569
// Memory Limit: 125 MB
// Time Limit: 1000 ms
// 
// Powered by CP Editor (https://cpeditor.org)

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
inline int read(){int x=0,f=1;char ch=getchar();
while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;
ch=getchar();}while(ch>='0'&&ch<='9'){x=(x<<1)+
(x<<3)+(ch^48);ch=getchar();}return x*f;}
//#define mo
#define N 2010
//#define M
int n, m, i, j, k; 
int ap[N], bp[N], as[N], bs[N]; 
int dp[N][N], ans, w, mx; 
pair<int, int>p; 
deque<pair<int, int > >q1, q2; 

signed main()
{
//	freopen("tiaoshi.in","r",stdin);
//	freopen("tiaoshi.out","w",stdout);
	memset(dp, 0x80, sizeof(dp)); 
	n=read(); m=read(); w=read(); 
	for(i=1; i<=n; ++i)
	{
		ap[i]=read(); bp[i]=read(); 
		as[i]=read(); bs[i]=read(); 
	}
	for(i=1; i<=n; ++i)
	{
		for(j=0; j<=m; ++j)
		{
			dp[i][j]=dp[i-1][j]; 
			if(j<=as[i]) dp[i][j]=max(dp[i][j], -j*ap[i]); 
		}
		if(i<=w) continue; 
		for(j=0; j<=m; ++j)
		{
			while(!q1.empty() && q1.front().second<j-as[i]) q1.pop_front(); 
			while(!q1.empty() && q1.back().first<=dp[i-w-1][j-1]+(j-1)*ap[i]) q1.pop_back(); 
			p.first=dp[i-w-1][j-1]+(j-1)*ap[i]; p.second=j-1; q1.push_back(p); 
			dp[i][j]=max(dp[i][j], q1.front().first-j*ap[i]); 
		}
		for(j=m; j>=0; --j)
		{
			while(!q2.empty() && q2.front().second>j+bs[i]) q2.pop_front(); 
			while(!q2.empty() && q2.back().first<=dp[i-w-1][j+1]+(j+1)*bp[i]) q2.pop_back(); 
			p.first=dp[i-w-1][j+1]+(j+1)*bp[i]; p.second=j+1; q2.push_back(p); 
			dp[i][j]=max(dp[i][j], q2.front().first-j*bp[i]); 
		}
		q1.clear(); q2.clear(); 
	}
	for(i=0; i<=m; ++i) ans=max(ans, dp[n][i]); 
	printf("%lld", ans); 
	return 0;
}