完全背包问题
给定你一个固定的背包容量capacity
,和两个数组weigth,value
,分别表示下标为i
的物品的重量和价值,每件物品有无数件,问你背包能够存放下物品的最大价值是多少?
这与之前的01背包极其拓展问题问题有很打不通,01背包的物品是有限个,而完全背包问题的物品是无限个,因此,所推倒的状态转移方程
不同。
比如:
物品 重量 价值
1 1 15
2 2 10
3 3 20
如果背包的容量是4,此时如果用使用01背包的思想去解决这个问题,那么是得不到最优解60,即装4件物品1。
01背包的一维dp数组中,外层循环表示遍历物品,而内存循环是从后向前遍历背包容量。而完全背包则是在内层循环中,从weight[i]开始一直遍历到背包的容量,因为每一次遍历物品时,我都从背包的weight[i]容量开始向后遍历,则我一定可以得到第j
容量下的最大物品价值。
01背包的遍历过程如下:
for(int i = 0;i<weigth.size();i++)
{
for(int j = bag_weight;j>=weight[i];j--)
{
//从后向前遍历
dp[j] = max(dp[j,dp[j - weight[i]] + value[i]);
}
}
而完全背包的遍历过程则是如下:
for(int i = 0;i<weigth.size();i++)
{
//从当前能装下weight[i]的位置开始向后遍历
for(int j = weight[i];j<=bag_weight;j++)
{
dp[j] = max(dp[j],dp[j - weight[i]] + value[i]);
}
}
下面讲解由完全背包拓展出来的题目:
题目一、零钱兑换 II
给定不同面额的硬币和一个总金额。写出函数来计算可以凑成总金额的硬币组合数。假设每一种面额的硬币有无限个。
题目链接:leetcode518.零钱兑换II
示例 1:
输入: amount = 5, coins = [1, 2, 5]
输出: 4
解释: 有四种方式可以凑成总金额:
5=5
5=2+2+1
5=2+1+1+1
5=1+1+1+1+1
示例 2:
输入: amount = 3, coins = [2]
输出: 0
解释: 只用面额2的硬币不能凑成总金额3。
示例 3:
输入: amount = 10, coins = [10]
输出: 1
示例1中给出的答案中,全部都是组合数,与硬币放的位置无关,这也是这道题目的关键所在,如果是排列数则会有所不同,下面也会讲到这样的题目。
- 定义dp[j] 为,凑成数目为j的所有组合方法数
- dp[j]可以由dp[j - coins[i]]得到。这里解释一下,假设我要得到硬币总价值为5的总的方法数,此时遍历到coins[i] = 3,那么如果我知道dp[2]的方法数,那么他和价值为3的硬币组合后,就能得到价值为5的总的方法数。因此,得到上述递推结论。
- 因为求的是所有的方法总和,因此可以得到状态转移方程为:
dp[j] +