买卖股票的最佳时机-系列

第一种类型：买卖限制各一次

给定一个数组 prices ，它的第 i 个元素 prices[i] 表示一支给定股票第 i 天的价格。

你只能选择 某一天 买入这只股票，并选择在 未来的某一个不同的日子 卖出该股票。设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。

返回你可以从这笔交易中获取的最大利润。如果你不能获取任何利润，返回 0 。

 

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；同时，你不能在买入前卖出股票。
示例 2：

输入：prices = [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。

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暴力法 无法通过OJ

class Solution:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        result = 0
        for i in range(len(prices)):
            for j in range(i+1, len(prices)):
                tmp = prices[j] - prices[i]
                if tmp > result:
                    result = tmp
        return result

一次遍历

因此，我们只需要遍历价格数组一遍，记录历史最低点，然后在每一天考虑这么一个问题：如果我是在历史最低点买进的，那么我今天卖出能赚多少钱？当考虑完所有天数之时，我们就得到了最好的答案。

class Solution:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        result = 0
        if len(prices) == 0:
            return result
        min_price = prices[0]
        for i in range(1, len(prices)):
            if prices[i] < min_price:
                min_price = prices[i]
            else:
                profit = prices[i] - min_price
                if profit > result:
                    result = profit
        return result

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不限制买卖次数, 但是持有股票不超过1支

买卖股票的最佳时机 II
给定一个数组 prices ，其中 prices[i] 表示股票第 i 天的价格。

在每一天，你可能会决定购买和/或出售股票。你在任何时候 最多 只能持有 一股 股票。你也可以购买它，然后在 同一天 出售。
返回 你能获得的 最大 利润 。

 
示例 1:
输入: prices = [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: 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: 在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

贪心算法

收集所有的上坡即可拿到所有的收益

func maxProfit(prices []int) int {
    ans := 0
    for i := 1; i < len(prices); i++{
        ans += max(0, prices[i]-prices[i-1])
    }
    return ans

}

func max(x, y int) int{
    if x > y{
        return x
    }else{
        return y
    }
}

动态规划的思想

由于限制了每天的最多只能持有一只股票，所以每天手头可以拥有的股票数是0或1只。
分别用dp[i][0]、dp[i][1]表示第i天交易完成后手头有0和1只股票情况下的最大收益。
dp[i][0] = max(dp[i-1][1]+prices[i], dp[i-1][0])
dp[i][1] = max(dp[i-1][0]-prices[i], dp[i-1][1])

其中dp[0][0] = 0, dp[0][1] = -prices[0]

func maxProfit(prices []int) int {
    dp := make([][2]int, len(prices))
    dp[0][1] = -prices[0]
    for i := 1; i < len(prices); i++{
        dp[i][0] = max(dp[i-1][1]+prices[i], dp[i-1][0])
        dp[i][1] = max(dp[i-1][0]-prices[i], dp[i-1][1])
    }
    return dp[len(prices)-1][0]

}

func max(x, y int) int{
    if x > y{
        return x
    }else{
        return y
    }
}

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限制只能交易2次

123. 买卖股票的最佳时机 III

给定一个数组，它的第 i 个元素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 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

动态规划

只允许交易两次，那么任意一天的状态可以分为5种：

• 0次交易
• 1次买入
• 1次买入1次卖出
• 1次交易 1次买入
• 2次交易
  第一种情况收益为0，不考虑
  分别记为buy1，sell1，buy2，sell2，则转移方程为：
  buy1[i] = max(buy1[i-1], -prices[i])
  sell1[i] = max(sell1[i-1], buy[i-1]+prices[i])
  buy2[i] = max(buy2[i-1], sell1[i-1]-prices[i])
  sell2[i] = max(sell2[i-1], buy2[i-1]+prices[i])
  初始化值为：
  buy1[0] = -prices[0]
  sell1[0] = 0
  buy2=-prices[0]
  sell2=0

func maxProfit(prices []int) int {
    n := len(prices)
    buy1 := make([]int, n)
    sell1 := make([]int, n)
    buy2 := make([]int, n)
    sell2 := make([]int, n)
    buy1[0], sell1[0] = -prices[0], 0
    buy2[0], sell2[0] = -prices[0], 0
    // fmt.Println(buy1,sell1, buy2, sell2)
    for i := 1; i < len(prices);i++{
        buy1[i] = max(buy1[i-1], -prices[i])
        sell1[i] = max(sell1[i-1], buy1[i-1]+prices[i])
        buy2[i] = max(buy2[i-1], sell1[i-1]-prices[i])
        sell2[i] = max(sell2[i-1], buy2[i-1]+prices[i])
        // fmt.Println(i, -prices[i], buy1,sell1, buy2, sell2)
    }
    fmt.Println(sell1, sell2)
    return max(sell2[n-1], sell1[n-1])

}

func max(a, b int) int {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

限制改为最多进行k次交易，仍然限制最多只能同时持有1只股票

这块还没有特别懂

func maxProfit(k int, prices []int) int {
    n := len(prices)
    if n == 0{
        return 0
    }
    buy := make([][]int, n)
    sell := make([][]int, n)
    for i, _ := range buy{
        buy[i] = make([]int, k+1)
        sell[i] = make([]int, k+1)
    }
    for i := 1; i <= k; i++ {
        buy[0][i] = math.MinInt64 / 2
        sell[0][i] = math.MinInt64 / 2
    }


    buy[0][0] = -prices[0]
    for i := 1; i < n; i++{
        buy[i][0] = max(buy[i-1][0], sell[i-1][0]-prices[i])
        
        for j := 1; j <= k; j++{
            buy[i][j] = max(buy[i-1][j], sell[i-1][j]-prices[i])
            sell[i][j] = max(sell[i-1][j], buy[i-1][j-1]+prices[i])
        }
    }
    return max(sell[n-1]...)

}

func max(a ...int) int{
    res := a[0]
    for _, v := range a{
        if v > res{
            res = v
        }
    }
    return res
}