Leetcode - 动态规划法 [持续更新]

53. Maximum Subarray --- Easy
121. Best Time to Buy and Sell Stock --- Easy
309. Best Time to Buy and Sell Stock with Cooldown --- Medium
198. House Robber --- Medium
213. House Robber II --- Medium

动态规划法

有一类问题,可以被拆分成一系列的小问题,而这些小问题之间是有联系的,下一个小问题的答案依赖于上一个小问题的结果,依此类推到最原始的第0个初始小问题。
对于这一类问题的这种解决方法,叫做动态规划法。

1. 最大子数组和 Maximum Subarray - Leetcode 53

Leetcode 53

思路:
将问题转化为,求一个数组d,里面的第i个元素表示,以nums[i] 结尾的子数列,和最大的那个值。
得到数组d后,遍历d,找到里面最大的值,就代表所有子数组中,最大的那个和。

2. 买卖股票 Best Time to Buy and Sell Stock - Leetcode 121

Leetcode 121

思路:
这道题可以用其他更直观的解法。

不过如果要尝试用动态规划,可以这么想:
这个问题,其实就是求,对于某一天,如果要在当天卖,那么找到之前每天价格的最小值。再假如当天要卖,能知道最大收益为多少。最后对于每一天卖的最大收益,比较出最大的值,就是最大收益了。
那么,这个问题就转化为,求一个数组d,里面的第i个元素表示,prices 0 到i (包含i),最小的那个prices元素。
得到数组d之后,同时遍历d和prices数组,计算prices[i] - d[i],找到最大的那个差值,就是要计算的最大收益。

3. 买卖股票,有冷静期 Best Time to Buy and Sell Stock with Cooldown - Leetcode 309

Leetcode 309

思路:
建立一个中间数组,元素 i 表示截至第 i 天为止的最大收益。那么第 i 天与第 i-1 天怎么建立联系呢?需要根据第 i-1 天是否持有股票,再进行计算。
第 i-1 天要么持有股票,要么不持有股票,也就是有两个状态,那么就需要两个中间数组,或者一个二维数组dp[length][2].

dp[i][0] 表示第 i 天收盘时不持有股票,截至第 i 天为止,最大的收益。
dp[i][1] 表示第 i 天收盘时持有股票,截至第 i 天为止,最大的收益。

怎么推导出dp[i][0]呢?第 i 天收盘时不持有股票,有两种情况:第 i-1 天本来就有股票, 然后第 i 天卖出了股票;或者第 i-1 天本来就没有股票。也就是:
dp[i][0] = Max( dp[i-1][1] - prices[i], dp[i-1][0] )

怎么推导dp[i][1] 呢? 第 i 天收盘时持有股票,有两种情况:第 i 天买入股票;或者第 i-1天本来就有股票。也就是:
dp[i][1] = Max( dp[i - 2][0] + prices[i], dp[i - 1][1] )

既然列出了公式,那么代码就显而易见了。

4. 强盗抢劫 House Robber - Leetcode 198

Leetcode 198

思路:
二维数组 dp[length][2]
dp[i][0] 表示第 i 户人家没有被抢,此时劫到的最多钱财。
dp[i][1] 表示第 i 户人家被抢了,此时劫到的最多钱财。

dp[i][0] = Max( dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] );
dp[i][1] = dp[i - 1][0] + nums[i];

dp[0][0] = 0;
dp[0][1] = nums[0];

5. 强盗抢劫2 House Robber II - Leetcode 213

Leetcode 213

思路:
第0家和第n-1家相邻,形成一个圈。
那么分情况讨论。构建一个中间数组dp[n][2],存放.
第0家没有被抢:
dp[0][0] = 0,
dp[1][0] = Max(dp[0][0], dp[0][1]),
...,
dp[i][0]= Max(dp[i-1][0], dp[i-1][1])

dp[0][1] = 0,
dp[1][1] = dp[0][0] + nums[1],
...,
dp[i][1] = dp[i-1][0] + nums[i]

第0家被抢(第n-1家一定不会被抢):
dp[0][0] = 0,
dp[1][0] = Max(dp[0][0], dp[0][1]),
...,
dp[i][0] = Max(dp[i-1][0], dp[i-1][1])

dp[0][1] = num[0],
dp[1][1] = dp[0][1],
...,
dp[i][1] = dp[i-1][0] + nums[i]

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