Java 算法进阶中怎么用动态规划解决股票买卖的最佳时机问题

冷炫風刃

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2026-08-04

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动态规划是解决股票买卖问题最核心的方法,关键在于准确定义持有/不持有状态、写出转移方程,并处理交易限制、冷冻期和手续费等约束,所有变种均可统一建模并空间优化。

java 算法进阶中怎么用动态规划解决股票买卖的最佳时机问题

动态规划是解决股票买卖系列问题最核心、最通用的方法。关键在于准确定义状态、写出状态转移方程,并处理好边界和交易限制(如交易次数、冷冻期、手续费等)。

状态设计是突破口:持有 vs 不持有

绝大多数股票问题(LeetCode 121/122/123/188/309/714)都可统一用两个一维状态数组描述:

  • dp[i][0]:第 i 天结束时不持有股票的最大利润(可能是从未买过,也可能是当天卖出)
  • dp[i][1]:第 i 天结束时持有股票的最大利润(可能是第 i 天买入,也可能是之前买入后一直持有)

例如,无限制交易次数(LeetCode 122)的状态转移为:

  • dp[i][0] = max(dp[i−1][0], dp[i−1][1] + prices[i]) // 继续不持,或卖出
  • dp[i][1] = max(dp[i−1][1], dp[i−1][0] − prices[i]) // 继续持有,或当天买入

交易次数限制:加一维状态

当最多允许 k 次交易(如 LeetCode 123 / 188),需扩展为三维状态 dp[i][k][0/1],但空间可优化为二维:
buy[k] 表示完成最多 k 次买入(即进入第 k+1 轮持股)时的最大收益;
sell[k] 表示完成最多 k 次卖出(即完成 k 轮完整交易)时的最大收益。

Java JDK 25
Java JDK 25

Java JDK 25 来自 OpenJDK 官方归档,版本为 JDK 25,本条下载地址已指向官方 Windows x64 zip 安装包直链,适合调试旧项目或兼容旧版 Java 运行环境。

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初始化:buy[0] = −prices[0],其余 buy[k] = sell[k] = −∞(或 Integer.MIN_VALUE)
转移(对每个价格 price):

  • buy[0] = max(buy[0], −price) // 第一次买入
  • sell[0] = max(sell[0], buy[0] + price) // 第一次卖出
  • buy[1] = max(buy[1], sell[0] − price) // 第二次买入(必须先完成第一次卖出)
  • sell[1] = max(sell[1], buy[1] + price) // 第二次卖出

冷冻期与手续费:调整状态依赖

冷冻期(LeetCode 309)要求卖出后第二天才能买入,因此“买入”不能直接依赖前一天的“卖出”,而要依赖前两天的卖出状态:

  • hold[i] = max(hold[i−1], rest[i−2] − prices[i]) // 昨天就持有,或前天刚结束冷冻期后买入
  • sold[i] = hold[i−1] + prices[i] // 卖出
  • rest[i] = max(rest[i−1], sold[i−1]) // 冷冻期或空闲期

手续费(LeetCode 714)只需在每次卖出时扣减 fee:
dp[i][0] = max(dp[i−1][0], dp[i−1][1] + prices[i] − fee)

空间优化:滚动数组足够用

所有上述状态都只依赖前一(或前两)轮,无需保存整个 dp 数组。例如无限制交易可简化为两个变量:

  • empty = max(empty, held + price) // 不持状态
  • held = max(held, empty − price) // 持有状态

注意更新顺序:计算 new_empty 需用旧 held,所以应先算 new_empty,再用它更新 held —— 实际中常采用临时变量或反向更新避免覆盖。

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