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Leetcode: Best Time to Buy and Sell Stock III

Say you have an array for which the ith element is the price of a given stock on day i.Design an algorithm to find the maximum profit. You may complete at most two transactions.Note:You may not engage in multiple transactions at the same time (ie, you must sell the stock before you buy again).

难度:99

参考了Code Ganker的解法。

这道题是Best Time to Buy and Sell Stock的扩展,现在我们最多可以进行两次交易。我们仍然使用动态规划来完成,事实上可以解决非常通用的情况,也就是最多进行k次交易的情况。
这里我们先解释最多可以进行k次交易的算法,然后最多进行两次我们只需要把k取成2即可。我们还是使用“局部最优和全局最优解法”。我们维护两种量,一个是当前到达第i天可以最多进行j次交易,最好的利润是多少(global[i][j]),另一个是当前到达第i天,最多可进行j次交易,并且最后一次交易在当天卖出的最好的利润是多少(local[i][j])。下面我们来看递推式,全局的比较简单,

global[i][j]=max(local[i][j],global[i-1][j]),

也就是去当前局部最好的,和过往全局最好的中大的那个(因为最后一次交易如果包含当前天一定在局部最好的里面,否则一定在过往全局最优的里面)。对于局部变量的维护,递推式是

local[i][j]=max(global[i-1][j-1]+max(diff,0),local[i-1][j]+diff),

也就是看两个量,第一个是全局到i-1天进行j-1次交易,然后加上今天的交易,如果今天是赚钱的话(也就是前面只要j-1次交易,最后一次交易取当前天),第二个量则是取local第i-1天j次交易,然后加上今天的差值(这里因为local[i-1][j]比如包含第i-1天卖出的交易,所以现在变成第i天卖出,并不会增加交易次数,而且这里无论diff是不是大于0都一定要加上,因为否则就不满足local[i][j]必须在最后一天卖出的条件了)。
上面的算法中对于天数需要一次扫描,而每次要对交易次数进行递推式求解,所以时间复杂度是O(n*k),如果是最多进行两次交易,那么复杂度还是O(n)。空间上只需要维护当天数据皆可以,所以是O(k),当k=2,则是O(1)。

 

 1 public class Solution { 2     public int maxProfit(int[] prices) { 3         return helper(prices, 2); 4     } 5      6     public int helper(int[] prices, int k) { 7         int len = prices.length; 8         if (len == 0) { 9             return 0;10         }11         int[][] local = new int[len][k+1];12         int[][] global = new int[len][k+1];13         for (int i=1; i<len; i++) {14             int diff = prices[i] - prices[i-1];15             for (int j=1; j<=k; j++) {16                 local[i][j] = Math.max(global[i-1][j-1]+Math.max(diff, 0), local[i-1][j]+diff);17                 global[i][j] = Math.max(local[i][j], global[i-1][j]);18             }19         }20         return global[len-1][k];21     }22 }

 

 

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