数据结构与算法之 leetcode 动态规划股票含手续费 状态转移方程

数据结构与算法阿木 发布于 10 天前 2 次阅读


摘要:

在LeetCode中,股票问题是一个经典且常见的题目。本文将围绕动态规划解决股票问题,特别是含手续费的情况,深入探讨状态转移方程的构建以及相应的代码实现。通过分析问题、设计状态转移方程,我们将一步步实现一个高效的解决方案。

一、

股票问题在LeetCode中经常出现,它考察了我们对动态规划算法的理解和应用能力。在不含手续费的情况下,股票问题通常可以通过比较买卖价格来实现最大利润。当引入手续费时,问题变得更加复杂。本文将详细解析含手续费股票问题的动态规划解决方案。

二、问题分析

假设我们有一个数组prices,其中prices[i]表示第i天的股票价格。我们每次买卖股票都需要支付一定的手续费fee。我们的目标是计算在给定价格数组下,我们能够获得的最大利润。

三、状态转移方程

为了解决这个问题,我们需要定义一个状态转移方程。设dp[i][0]表示第i天不持有股票的最大利润,dp[i][1]表示第i天持有股票的最大利润。

1. 当第i天不持有股票时,有两种情况:

a. 如果前一天也不持有股票,那么今天可以选择不进行任何操作,利润不变,即dp[i][0] = dp[i-1][0]。

b. 如果前一天持有股票,那么今天可以选择卖出股票,获得利润prices[i] - fee,即dp[i][0] = dp[i-1][1] + prices[i] - fee。

2. 当第i天持有股票时,也有两种情况:

a. 如果前一天也不持有股票,那么今天可以选择买入股票,利润为负,即dp[i][1] = dp[i-1][0] - prices[i]。

b. 如果前一天持有股票,那么今天可以选择继续持有,利润不变,即dp[i][1] = dp[i-1][1]。

状态转移方程如下:

dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] + prices[i] - fee)

dp[i][1] = max(dp[i-1][0] - prices[i], dp[i-1][1])

四、代码实现

下面是使用动态规划解决含手续费股票问题的Python代码实现:

python

def maxProfit(prices, fee):


if not prices:


return 0

n = len(prices)


dp = [[0] 2 for _ in range(n)]

dp[0][0] = 0


dp[0][1] = -prices[0]

for i in range(1, n):


dp[i][0] = max(dp[i-1][0], dp[i-1][1] + prices[i] - fee)


dp[i][1] = max(dp[i-1][0] - prices[i], dp[i-1][1])

return dp[n-1][0]

示例


prices = [1, 3, 2, 8, 4, 9]


fee = 2


print(maxProfit(prices, fee)) 输出: 8


五、总结

本文通过分析含手续费股票问题,构建了状态转移方程,并实现了相应的动态规划解决方案。通过状态转移方程,我们能够有效地计算出在给定价格数组下,我们能够获得的最大利润。动态规划是一种强大的算法设计思想,在解决许多实际问题中都有着广泛的应用。

六、扩展

在实际应用中,我们可以进一步扩展这个问题,例如考虑交易次数限制、手续费随时间变化等情况。通过调整状态转移方程和动态规划数组,我们可以解决更加复杂的问题。