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动态规划核心是:穷举,然后使用dp数组将重叠子问题进行优化。
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难点:列出状态转移方程
模板
明确 base case -> 明确「状态」-> 明确「选择」 -> 定义 dp 数组/函数的含义
# 初始化 base case
dp[0][0][...] = base
# 进行状态转移
for 状态1 in 状态1的所有取值:
for 状态2 in 状态2的所有取值:
for ...
dp[状态1][状态2][...] = 求最值(选择1,选择2...)
兑换零钱
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题目:给定不同面额的硬币 coins 和一个总金额 amount。编写一个函数来计算可以凑成总金额所需的最少的硬币个数。如果没有任何一种硬币组合能组成总金额,返回 -1。你可以认为每种硬币的数量是无限的。
链接:https://leetcode-cn.com/problems/coin-change -
解析:
1、确定 base case,这个很简单,显然目标金额 amount
为 0 时算法返回 0,因为不需要任何硬币就已经凑出目标金额了。
2、确定「状态」,也就是原问题和子问题中会变化的变量。由于硬币数量无限,硬币的面额也是题目给定的,只有目标金额会不断地向 base case 靠近,所以唯一的「状态」就是目标金额 amount
。
3、确定「选择」,也就是导致「状态」产生变化的行为。目标金额为什么变化呢,因为你在选择硬币,你每选择一枚硬币,就相当于减少了目标金额。所以说所有硬币的面值,就是你的「选择」。
4、明确 dp
函数/数组的定义。我们这里讲的是自顶向下的解法,所以会有一个递归的 dp
函数,一般来说函数的参数就是状态转移中会变化的量,也就是上面说到的「状态」;函数的返回值就是题目要求我们计算的量。就本题来说,状态只有一个,即「目标金额」,题目要求我们计算凑出目标金额所需的最少硬币数量。所以我们可以这样定义 dp
函数:
dp(n)
的定义:输入一个目标金额 n
,返回凑出目标金额 n
的最少硬币数量。
![](https://img.haomeiwen.com/i2662392/a99d0fb2565531d5.png)
class Solution {
public int coinChange(int[] coins, int amount) {
int[] dp = new int[amount + 1];
Arrays.fill(dp, amount + 1);
dp[0] = 0; //base case
//外层for循环在遍历所有状态的所有取值
for(int i = 0; i < dp.length; i++) {
//内层fro循环在求所有选择的最小值
for(int coin : coins) {
//子问题无解跳过
if(i - coin < 0) {
continue;
}
dp[i] = Math.min(dp[i], dp[i-coin] + 1);
}
}
return dp[amount] == amount + 1 ? -1 : dp[amount];
}
}
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