「程式碼隨想錄演算法訓練營」第三十三天 | 動態規劃 part6

云雀AC了一整天發表於2024-08-09

322. 零錢兌換

題目連結:https://leetcode.cn/problems/coin-change/
文章講解:https://programmercarl.com/0322.零錢兌換.html
題目難度:中等
影片講解:https://www.bilibili.com/video/BV14K411R7yv/
題目狀態:略微有點思路,但還是有點轉不過來。

思路:

這次是找最小的錢幣組合,因此在進行 dp 陣列初始化的時候需要將其初始化為最大值(INT_MAX)。
接著就是和之前的揹包問題套路一樣,但是要注意的是:

  • 如果求組合數就是外層for迴圈遍歷物品,內層for迴圈遍歷揹包。
  • 如果求排列數就是外層for迴圈遍歷揹包,內層for迴圈遍歷物品。

程式碼:

class Solution {
public:
    int coinChange(vector<int>& coins, int amount) {
        vector<int> dp(amount + 1, INT_MAX);
        dp[0] = 0;
        for(int i = 0; i < coins.size(); ++i) {
            for(int j = coins[i]; j <= amount; ++j) {
                if(dp[j - coins[i]] != INT_MAX) {
                    dp[j] = min(dp[j], dp[j - coins[i]] + 1);
                }
            }
        }
        if(dp[amount] == INT_MAX) return -1;
        return dp[amount];
    }
};

279. 完全平方數

題目連結:https://leetcode.cn/problems/perfect-squares/
文章講解:https://programmercarl.com/0279.完全平方數.html
題目難度:中等
影片講解:https://www.bilibili.com/video/BV12P411T7Br/
題目狀態:看題解,平方數給我整懵了

思路:

套路和上面是一樣的,只是“物體”變成了完全平方數。

image

程式碼:

class Solution {
public:
    int numSquares(int n) {
        vector<int> dp(n + 1, INT_MAX); // 初始化一個大小為 n+1 的陣列,所有值為 INT_MAX
        dp[0] = 0; // 0 需要 0 個完全平方數
        for(int i = 1; i <= n; ++i) { // 遍歷 1 到 n
            for(int j = 1; j * j <= i; ++j) { // 遍歷所有小於等於 i 的平方數
                dp[i] = min(dp[i], dp[i - j * j] + 1); // 更新 dp[i] 的最小值
            }
        }
        return dp[n]; // 返回 dp[n],即 n 的最小完全平方數數量
    }
};

139. 單詞拆分

題目連結:https://leetcode.cn/problems/word-break/
文章講解:https://programmercarl.com/0139.單詞拆分.html
題目難度:中等
影片講解:https://www.bilibili.com/video/BV1pd4y147Rh/
題目狀態:難啊😭,自己就是想不到

思路:

這次的dp[i]用來存放的是在字串長度為i的時候,單詞是否在字典中存在,也就是是否能由字典中的字元來組成。

image

程式碼:

class Solution {
public:
    bool wordBreak(string s, vector<string>& wordDict) {
        unordered_set<string> wordSet(wordDict.begin(), wordDict.end());
        vector<bool> dp(s.size() + 1, false);
        dp[0] = true;
        for (int i = 1; i <= s.size(); i++) {   // 遍歷揹包
            for (int j = 0; j < i; j++) {       // 遍歷物品
                string word = s.substr(j, i - j); //substr(起始位置,擷取的個數)
                if (wordSet.find(word) != wordSet.end() && dp[j]) {
                    dp[i] = true;
                }
            }
        }
        return dp[s.size()];
    }
};

其中unordered_set<string> wordSet(wordDict.begin(), wordDict.end());是為了最佳化檢索的效能的。

56. 攜帶礦石資源

題目連結:https://kamacoder.com/problempage.php?pid=1066
文章講解:https://programmercarl.com/揹包問題理論基礎多重揹包.html
題目狀態:😭

思路:

這是一個多重揹包問題,其實可以轉化為0-1揹包(其每個物體只能選一次)的。如下:

image

程式碼:

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main() {
    int bagWeight,n;
    cin >> bagWeight >> n;
    vector<int> weight(n, 0);
    vector<int> value(n, 0);
    vector<int> nums(n, 0);
    for (int i = 0; i < n; i++) cin >> weight[i];
    for (int i = 0; i < n; i++) cin >> value[i];
    for (int i = 0; i < n; i++) cin >> nums[i];

    vector<int> dp(bagWeight + 1, 0);

    for(int i = 0; i < n; i++) { // 遍歷物品
        for(int j = bagWeight; j >= weight[i]; j--) { // 遍歷揹包容量
            // 以上為01揹包,然後加一個遍歷個數
            for (int k = 1; k <= nums[i] && (j - k * weight[i]) >= 0; k++) { // 遍歷個數
                dp[j] = max(dp[j], dp[j - k * weight[i]] + k * value[i]);
            }
        }
    }

    cout << dp[bagWeight] << endl;
}

動態規劃總結

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要記住動態規劃的五部曲:

  1. 確定dp陣列(dp table)以及下標的含義
  2. 確定遞推公式
  3. dp陣列如何初始化
  4. 確定遍歷順序
  5. 舉例推導dp陣列

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