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  • Rust 动态规划 买卖股票的最佳时机 II

    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:

    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 。

    动态规划:

      什么是动态规划,先分析一个简单的问题。

       1+1+1+1+1+1+1+1+1 = ?答案 9 ,你可能需要数一会,如果是其他数列可能还会在心里默算!

       1+1+1+1+1+1+1+1+1+1 = ? 答案 10,你可能不需要思考就会回答 10,是因为你已经记住之前9个一相加的结果;

      动态规划就是,存储子问题的结果节省时间,甚至动态规划可以用分步规划,分步存储法, 递推存储法等名字去解释。

      动态规划的名字就太迷惑人了。

    impl Solution {
        pub fn max(a: i32, b: i32) -> i32 {
        if a > b {
            return a;
            }
        return b;
        }
        pub fn max_profit(prices: Vec<i32>) -> i32 {
            let len = prices.len();
            let sv: [i32; 2] = [0, 1];
            let mut dp:Vec<[i32;2]> =Vec::new();
            dp.push(sv);
            dp[0][0] = 0;
            dp[0][1] = prices[0] * (-1);
            for i in 1..len {
            dp.push(sv);
            dp[i][0] = Solution::max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);
            dp[i][1] = Solution::max(dp[i - 1][0] - prices[i], dp[i - 1][1]);
        }
        return dp[len -1 ][0];
        }
    }
    

    分析Rust代码

      首先需要一个二维数组存储一些数据用来表示在第i天持有股票和未持有股票两种结果;

      dp[i][0]: 第i天不持有股票拥有的总钱数

      dp[i][1]: 第i天持有股票拥有的总钱数

      通过回忆开始的1+1+1+1... 的计算题,我们可以知道,下一个问题的结果和之前计算的结果有关联性因此,

           也就是说只关心上一个子问题的结果,而不关心他们计算的过程。我们可以得出通解;

      dp[i][0] = Solution::max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);

      在第i天不拥有股票有两种可能,第一种是我前天没拥有股票和我今天把股票卖了。

           通过代码可以看出,dp[i - 1][0] 表示的就是昨天的总钱数,dp[i - 1][1] + prices[i]就是今天把股票买了的总钱数

      然后从两个状态中找到更符合题意的结构,因此有了MAX函数去选择是那个是最优解。

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

      这里和上面一样就不用解释了,减去 prices[i] 就是买入股票,加上就是卖掉股票。

      通过循环后,已经计算到最后一天了,在二维数组里取出最后一项数据就是结果,当然肯定是在最后一天抛出股票收益最大。

      return dp[len -1 ][0];

    还有一种解法就是:贪心算法

      贪心算法实则是动态规划的一种特列,代码比上述更简洁一点也好理解,

      比较连续两个数的大小,如果第i数大于前一个数,就买入,计算差值就是收益;

    impl Solution {
        pub fn max_profit(prices: Vec<i32>) -> i32 {
            let mut maxProfit:i32 = 0;
            for (i, _) in prices.iter().enumerate() {
                if let Some(next) = prices.get(i + 1) {
                    if *next > prices[i] {
                        maxProfit += *next - prices[i];
                    }
                }
            }
            maxProfit
        }
    }
    
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