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  。
示例  2:
        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:
        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

自我解答(贪心解法)

        很容易确认什么时候买入和卖出
                买入:下一天的价格大于当天的价格
                卖出:下一天的价格小于当天的价格

class Solution:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        length = len(prices)
        if length < 2:
            return 0
        buy_price = -1
        profit = 0
        for i in range(0, length-1):
            if buy_price >= 0:
                if prices[i] > prices[i+1]:
                    profit += prices[i] - buy_price
                    buy_price = -1
            elif prices[i] < prices[i+1]:
                    buy_price = prices[i]
        if buy_price >= 0 and prices[i+1] > buy_price:
            profit += prices[i+1] - buy_price

        return profit
动态规划题解

        我没有想出解决方案,看了题解后发现,我似乎不可能会想到那么来做。
        需要注意题意:多次买卖一支股票。因此不存在用赚来的钱买多支股票的情况

        和前面遇到动态规划问题不太一样的是,题解把原问题转化成了  两个最优问题:
                f0(i):  第  i  天  没有持仓的    最大现金值
                f1(i):  第  i  天  有持仓的      剩余最大现金值
        所以,如果  prices数组长度为  n,  那么最大利润就是  f0(n-1)
        最优子结构:
                f0(i) = max(f0(i-1), f1(i-1) + prices[i])
                        解释:
                                可能是不操作,等于  前一天的  无持仓最大现金值
                                也可能是有卖出操作,即  等于  前一天有持仓的剩余最大现金值  +  当天的股价
                f1(i) = max(f1(i-1), f0(i-1) - prices(i))
                        解释:
                                可能是不操作,等于  前一天的  有持仓的剩余最大现金值
                                也可能是有买入操作,  即  等于  前一天无持仓的最大现金值  -  当天的股价
        自顶向下,会发现最小子问题:
                f0(0) = 0                     #  解释:没有持仓的话,也就是是一开始不买不卖,因此现金值为  0
                f1(0) = -prices(0)    #  解释:第一天要有持仓,则说明以当天股价买进了,现金值为  -prices[0]

        就是这样,分解两个最优问题,两者的子问题互相配合,以此得到原问题的最优解

自底向上的动态规划算法

class Solution3:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        dp0, dp1 = 0, -prices[0]
        for price in prices[1:]:
            dp0, dp1 = max(dp0, dp1 + price),  max(dp1, dp0 - price)

        return dp0
总结

        研究题解思路后发现,凭借自己当前的能力,是很难想出动态规划解法的。
        我最多能想到题解转化的第一个最优问题。然而,转化成第二个最优问题,然后两者互相配合的做法,
        我似乎想破脑袋也不会想到。因为在前面的碰到的动态规划问题中,基本都只是把从原最优问题分解入手,
        而且《算法导论》中也没介绍这种  转化成一个或多个最优问题的求解方式,更别说让这些转化问题互相配合呢。
        这就好像是一门“内功心法”,基本理论只是皮毛,会变换运用,才算是进阶了。
        看来只能多练习了,去体会众多  "招式"的变换,以此逐渐习得  “动态规划”

原题链接:https://leetcode-cn.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-ii