题目

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:

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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:

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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:

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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

题解

之前已经做了买卖股票的最佳时机一题,这道题跟那道题的区别在于,那道题只能够买一次,而这道题则是不限制次数。之前那道题的状态转移方程如下:

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// 如果持有,那么收益有两种情况,
// 昨天就持有,收益为昨天的收益
// 今天才持有,那么收益为今天的收益,收益为负的
f(i, 1) = max{ -price[i], f(i - 1, 1) }
// 如果不持有,有两种情况,
// 昨天就不持有,那么收益为昨天卖出后的收益
// 今天开始卖,那么收益为今天的价格减去昨天的收益(负的)
f(i, 0) = max{ f(i - 1, 0), f(i - 1, 1) + price[i] }

f(i, 1) = max{ -price[i], f(i - 1, 1) }这里,如果我们今天持有,要么是今天开始持有,要么是昨天便持有。而其中的-price[i]暗含了我们只会买一次的条件,即我们只会买今天的。而在这道题中,我们会买很多次,所以这里的条件就需要做下修改,我们今天持有,要么是在之前的收益上持有,要么是昨天便持有,对应的状态转换方程是:f(i, 1) = max{f(i - 1, 0) - price[i], f(i - 1, 1)}

对应的实现如下:

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int maxProfit(vector<int>& prices) {
    if (prices.empty()) return 0;
    vector<vector<int>> dp(prices.size(), vector<int>(2));
    dp[0][0] = 0;
    dp[0][1] = -prices[0];
    
    for (int i = 1; i < prices.size(); i++) {
        dp[i][1] = max(dp[i - 1][0] - prices[i], dp[i - 1][1]);
        dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], prices[i] + dp[i - 1][1]);
    }

    return dp[prices.size() - 1][0];
}

上面的实现在空间复杂度上为O(N),实际上只用了前面的两个状态,因此可以优化为O(1),这里不再实现。

参考官方的题解,发现有一些其他的思想,比如峰谷法,或是贪心法,抛开动态规划的这套束缚,感觉那些算法会更加容易想到。对应的链接是:暴力搜索、贪心算法、动态规划