找零问题

本文探讨了两种找零问题:一是寻找最少数量的货币来凑成指定金额;二是计算凑成指定金额的不同方式的数量。对于每种情况,都详细介绍了如何利用动态规划进行求解,并给出了具体的算法实现。

问题描述:

有n种面值的货币,给定一个钱的数目x,要求用最少的货币数目表示,相同面值的货币可以多次出现。

问题分析:

该问题看似像贪心:先选用面值大的货币,再选用面值小的货币。实际并不具备贪心选择的性质使用贪心不能确保得到最优解。

定义:

f(x)   找零x所需要的最少的货币数目
a[n]  n种货币面值

推导:

初始值:f(0) = 0;
f(x) =  min {  f(x -  a[i])  }  + 1    任意i 使得 x - a[i] >=0
子问题的数目有货币的种类n决定,最优解就是最小的子问题的解加1。 

for (i = 1; i <= x; i++)
{
   for (f[i] = INT_MAX, j = 0; j < n; j++)
   {
        if (x - a[i] >= 0)
        { 
          if ( f(x - a[i]) <  f[i] )
               f[i] =  f(x - a[i]);
        }
   }
}

问题描述:

有n种面值货币,给定一个钱的数目x,求总共有多少种找零方法?

问题分析:

定义:

g(x)   找零x总共的方法
a[n]  n种面值

推导:

初始值:g(0) = 0;
g(x) = sum { g(x - a[i])  + 1}    任意i 使得 x - a[i] >=0



### C语言实现找零问题的解决方案 在解决找零问题时,可以采用贪心算法来寻找一种接近最优解的方法。以下是基于C语言的一个具体实现方法: #### 方法描述 对于给定的一组硬币面额 `{20, 10, 5, 1}` 和目标金额 `n`,可以通过循环依次尝试使用最大面值的硬币进行支付,直到剩余金额为零为止。 --- #### 完整代码示例 ```c #include <stdio.h> void findChange(int denominations[], int size, int amount) { int i; printf("找零方案如下:\n"); for (i = 0; i < size && amount > 0; i++) { while (amount >= denominations[i]) { printf("%d ", denominations[i]); amount -= denominations[i]; } } if (amount != 0) { printf("\n无法完成找零。\n"); } else { printf("\n找零完毕。\n"); } } int main() { int coins[] = {20, 10, 5, 1}; int numCoins = sizeof(coins) / sizeof(coins[0]); int targetAmount; printf("请输入需要找零的总金额:\n"); scanf("%d", &targetAmount); findChange(coins, numCoins, targetAmount); return 0; } ``` 此程序实现了基本找零逻辑,并能够处理任意正整数作为输入的目标金额[^1]。 --- #### 关键点解析 1. **数组初始化**: 将可用的硬币面值存储在一个数组中,按照从大到小的顺序排列以便于后续计算。 2. **外层循环控制硬币种类**: 循环遍历每种硬币面值,优先考虑当前最大的硬币。 3. **内嵌条件判断**: 判断当前硬币是否能用于减少剩余金额;如果是,则打印该硬币并更新剩余金额。 4. **特殊情况处理**: 如果最终未能完全匹配所需金额(即存在不可分割的情况),则提示用户无法完成操作[^1]。 --- #### 局限性分析 尽管上述方法简单高效,但在某些特殊场景下可能会失效。例如当提供的硬币组合不满足特定规律时(如 `[11, 5, 1]` 的情况),单纯依赖贪心策略可能导致次优甚至错误的结果。此时需引入动态规划或其他更复杂的优化技术以获得全局最佳解[^1]。 ---
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