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买卖股票的最佳时机II

122. 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:

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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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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

方法一:动态规划

由于不能同时参与多笔交易,每天交易结束后,手中有股票和没股票两种情况,定义dp[i][0]为第 i 天结束后手中没有股票的最大利润,定义dp[i][1]为第 i 天结束后手中有股票的最大利润。

第 i 天结束时,手中没有股票有两种情况:

  • 第 i - 1 天没有股票,第 i 天没有买入;
  • 第 i - 1 天有股票,第 i 天卖出。

取两种收益的最大值,我们可以写出 dp 方程:
$$
dp[i][0] = max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i])
$$
第 i 天结束时,手中有股票有两种情况:

  • 第 i - 1 天有股票,第 i 天没有卖出;
  • 第 i - 1 天没有股票,第 i 天买入。

取两种收益的最大值,我们可以写出 dp 方程:
$$
dp[i][1] = max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] - prices[i])
$$
考虑初始状态:第 0 天结束时,手中没有股票,收益为 0 ;第 0 天结束时,手中有股票,此时我们在第 0 天买入了股票,收益为 -prices[0]。

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class Solution {
public int maxProfit(int[] prices) {
int n = prices.length;
int[][] dp = new int[n][2];
dp[0][0] = 0;
dp[0][1] = -prices[0];
for(int i = 1; i < prices.length; i++){
dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);
dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] - prices[i]);
}
return dp[n - 1][0];
}
}
  • 时间复杂度O(N)
  • 空间复杂度O(N)

由于第 i 天的状态只与 第 i - 1 天的状态有关,我们可以只用 O(1)空间。

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class Solution {
public int maxProfit(int[] prices) {
int n = prices.length;
int dp0 = 0, dp1 = -prices[0];
for(int i = 1; i < prices.length; i++){
int newdp0 = Math.max(dp0, dp1 + prices[i]);
int newdp1 = Math.max(dp1, dp0 - prices[i]);
dp0 = newdp0;
dp1 = newdp1;
}
return dp0;
}
}
  • 时间复杂度O(N)
  • 空间复杂度O(1)

方法二:贪心

贪心算法的直觉:由于不限制交易次数,只要今天股价比昨天高,就交易。

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class Solution {
public int maxProfit(int[] prices) {
int ans = 0;
for(int i = 1; i < prices.length; i++){
if(prices[i] > prices[i - 1]){
ans += prices[i] - prices[i - 1];
}
}
return ans;
}
}
  • 时间复杂度O(N)
  • 空间复杂度O(1)