Leetcode - Best Time to Buy and Sell Stock IV

My code:

public class Solution {
    public int maxProfit(int k, int[] prices) {
        if (k <= 0 || prices == null || prices.length == 0) {
            return 0;
        }
        int len = prices.length;
        
        if (k >= (len / 2)) {
            int maxProfit = 0;
            for (int i = 1; i < len; i++) {
                if (prices[i] > prices[i - 1]) {
                    maxProfit += prices[i] - prices[i - 1];
                }
            }
            return maxProfit;
        }
        
        int[][] dp = new int[k + 1][len];
        
        for (int i = 1; i <= k; i++) {
            int maxProfit = dp[i - 1][0] - prices[0];
            for (int j = 1; j < len; j++) {
                dp[i][j] = Math.max(dp[i][j - 1], maxProfit + prices[j]);
                maxProfit = Math.max(maxProfit, dp[i - 1][j] - prices[j]);
            }
        }
        
        
        return dp[k][len - 1];
    }
}

reference:
https://discuss.leetcode.com/topic/26169/clean-java-dp-solution-with-comment/5
这道题目是看答案后做的。
dp[i][j] 表示,进行 i次交易, 从0-j 天范围内,可以取得的最大的收益。
那么,
dp[i][j] 可能有两种取值。
第一, prices[j] 在整个买卖策略中,被卖掉了
那么,一定是 [0, p] 完成了 i - 1次交易,然后买入prices[p],然后再在第 j 天 卖掉prices[j], 完成了 i 次交易。
p << [0, j - 1]

第二, prices[j] 在整个买卖策略中,并没有被卖掉。
此时最大值是, dp[i][j - 1]

于是:
dp[i][j] = Math.max(dp[i][j - 1], maxProfit + prices[j]);
maxProfit 不断地记录, dp[i - 1][p] - prices[p] 的最大值

然而这样并不能通过测试, TLE
问题在于,如果k很大很大,一百万,而天数就几百天,完全没必要用dp来解答,可以直接用 系列的第二题来解答。
于是加入一个判断,如果 k >= (n / 2), 则至少每两天都可以交易一次。那么就可以直接用简单地方法处理,不用DP。
时间复杂度: O(n * k)
空间复杂度: O(n * k)

下面说下我的解法。是一个三维DP
My code:

public class Solution {
    public int maxProfit(int k, int[] prices) {
        if (k <= 0 || prices == null || prices.length == 0) {
            return 0;
        }
        int len = prices.length;
        int[][][] dp = new int[len][len][k + 1];
        initialize(prices, dp);
        
        for (int m = 2; m <= k; m++) {
            for (int i = 0; i < len; i++) {
                for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                    int max = dp[i][j][m - 1];
                    for (int n = j - 1; n >= i; n--) {
                        max = Math.max(max, dp[i][n][m - 1] + dp[n][j][1]);
                    }
                    dp[i][j][m] = max;
                }
            }
        }
        
        return dp[0][len - 1][k];
    }
    
    private void initialize(int[] prices, int[][][] dp) {
        int len = dp.length;
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            int min = prices[i];
            int maxProfit = 0;
            for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                if (prices[j] >= min) {
                    maxProfit = Math.max(maxProfit, prices[j] - min);
                    dp[i][j][1] = maxProfit;
                }
                else {
                    min = prices[j];
                    dp[i][j][1] = maxProfit;
                }
            }
        }
    }
}

时间复杂度: O(k * (n ^ 3))
空间复杂度: O(k * (n ^ 2))

dp[i][j][k] 表示 从 i 天 到 j 天, 经历 k 次交易所能获得的最大利润。

然后我想到了那道题目,
Palindrome Partitioning II

maxProfit = Math.max(maxProfit, dp[i][p][k - 1] + dp[p][j][1]);

最后写了出来。觉得复杂度还可以接受,没想到还是TLE

然后这道题目还可以有另外一种解法,但肯定TLE

也就是 recursion DP + divide and conquer + cache
只不过切分的时候,最多只能切分k次

Anyway, Good luck, Richardo! -- 08/21/2016

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