dp_找零钱

本文探讨了使用不同面值的硬币组合成特定金额的方法数量及最少硬币数的问题。介绍了暴力搜索、记忆搜索和动态规划三种算法,并给出了具体的实现代码。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

有数组arr,arr中所有值为正数且不重复,每个值代表一种面值的货币,每中面值的货币可以使用任意张,再给定一个整数aim代表要找的钱数,求换钱有多少种方法。
解析:


public class CoinsCount {

    /**
     * @param args
     * @return 
     */
    public static int main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int[] arr = {5,10,25,1};
        int aim=1000;

        return processl(arr,0,aim);

    }
    //暴力搜索法  对于同一结果可能多次进行计算,时间复杂度很大
    private static int processl(int[] arr, int index, int aim) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int res=0;
        if(index==arr.length){
            res=aim==0?1:0;
        }else{
            for(int i=0;arr[index]*i<=aim;i++){
                res+=processl(arr,index+1,aim-i*arr[index]);
            }
        }
        return res;
    }
    //记忆搜索法,每次计算完一个p(index,aim)将结果放入map   key=<index,aim> value=<返回结果>
    public static int process2(int[] arr,int index,int aim,int[][] map){
        int res=0;
        if(index==arr.length){
            res=aim==0?1:0;
        }else{
            int mapValue=0;
            for(int i=0;arr[index]*i<aim;i++){
                mapValue = map[index+1][aim-arr[index]*i];
                if(mapValue!=0){
                    res+=mapValue==-1?0:mapValue;
                }else{
                    res+=process2(arr,index+1,aim-arr[index]*i,map);
                }
            }
        }
        map[index][aim]=res==0?-1:res;
        return res;
    }
    //动态规划本质就是用申请的空间来记录每一个暴力搜索的计算结果,下次要使用结果时候直接使用,而不在进行重复的递归过程
    //并且动态规划规定每一种递归状态的计算顺序,依次进行计算
    //如零钱 arr[]长度为 N,目标为aim;则生成行数为N,列数为aim+1 的矩阵
    //dp.dp[i][j]的含义在使用arr[0]-arr[i]种类型货币情况下,组成钱数j的方式。
    //dp[i][j]=SUM(dp[i-1][j]  +  dp[i-1][j-1*arr[i]  +...dp[i-1][j-n*arr[i]]]) 表示分别用0张,1张,n张 arr[i]面值得到aim 数值加起来的方式。
    //可以简化为 dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-arr[i]]
    public int process3(int[] arr,int index,int aim){
        if(index==0||aim<0)
            return 0;
        int[][] map=new int[index][aim+1];

        for(int i=0;i<index;i++)
            for(int j=0;j<aim+1;j++)
                map[i][j]=-1;
        for(int i=0;i<index;i++){
            map[i][0]=1;
        }
        for(int i=0;i<aim+1;i++)
            if(i%arr[0]==0)
                map[0][i]=1;
            else
                map[0][i]=0;
        for(int i=1;i<index;i++)
            for(int j=1;j<aim+1;j++)
                if((j-arr[i])>=0)
                    map[i][j]=map[i][j-arr[i]]+map[i-1][j];
                else
                    map[i][j]=map[i-1][j];
        return map[index][aim];
    }

}

给予不同面值的硬币若干(每种硬币个数无限多),如何用若干种硬币组合为某种面额的钱,使硬币的的个数最少?
解析:
方法一
使用二维数组:
dp.dp[i][j]的含义在使用arr[0]-arr[i]种类型货币情况下,组成钱数j的最小零钱数量。
dp[i][j]=MIN(dp[i-1][j],dp[i][j-arr[i]]+1) 表示使用该硬币和不使用该硬币所需要最小的硬币数中取最小的【转化为多重背包问题】

public static int process2(int []arr,int target) {
        int [][]dp = new int[arr.length][target+1];
        for(int i=0;i<arr.length;i++) {
            dp[i][0]=0;
        }
        for(int i=1;i<=target;i++) {
            dp[0][i]=i;//这里硬币第一种类型面值默认为1
        }
        for(int i=1;i<arr.length;i++) {
            for(int j=1;j<=target;j++) {
                if(j-arr[i]>=0)
                    dp[i][j]=Math.min(dp[i][j-arr[i]]+1, dp[i-1][j]);
                else
                    dp[i][j]=dp[i-1][j];
            }
        }
        return dp[arr.length-1][target];
    }

方法二:
使用一维数组:
dp[i] 找零为i的所需要的最小的硬币数

int MakeMoney(int[] money, int len, int total)
{
    int[] coinMoney = new int[total + 1];   //下标为0的位置不用
    coinMoney[0] = 0;
    int i = 1;
    //i-->钱币面值,money[i]表示找零的最小硬币数
    for (; i <= total; i++)    //i控制1~total之间的每种币值都找零钱,也就是若干子问题
    {
        int minMoney = i;
        for (int j = 0; j < len; j++)   //j是控制每种钱币面值是否在找零钱的范围内
        {
            if (i >= money[j])   //要找的零钱i大于硬币的面值
            {
                int tmp = coinMoney[i - money[j]] + 1;
                if (tmp < minMoney)   //更新所需要的最少的硬币数
                {
                    minMoney = tmp;
                }
            }
        }
        coinMoney[i] = minMoney;
    }
   return coinMoney[total];
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