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关于算法-数据结构:Leetcode-322-零钱兑换

给你一个整数数组 coins,示意不同面额的硬币;以及一个整数 amount,示意总金额。

计算并返回能够凑成总金额所需的 起码的硬币个数 。如果没有任何一种硬币组合能组成总金额,返回 -1

你能够认为每种硬币的数量是有限的。

示例 1:

输出:coins = [1, 2, 5], amount = 11
输入:3
解释:11 = 5 + 5 + 1

示例 2:

输出:coins = [2], amount = 3
输入:-1

示例 3:

输出:coins = [1], amount = 0
输入:0

示例 4:

输出:coins = [1], amount = 1
输入:1

示例 5:

输出:coins = [1], amount = 2
输入:2

解题思路

这道题有些人可能会想到贪婪法,优先用面值大的硬币去凑,然而贪婪无奈取得最优解。例如上面这个例子:

int[] coins = {1, 2, 5, 7, 10};
int amount = 14;

如果用贪婪法,那么首先必定是用面值为 10 的硬币,而后还需两个面值为 2 的硬币,总共须要 3 个硬币。但事实上,只须要两个面值为 7 的硬币就能凑出 14 的金额。因而这道题须要用动静布局的思维。

从上面这个表格能够看出动静布局的思路,对于须要拼凑的金额 i,遍历硬币面值,找到面值比金额低的硬币 coins[j],而后再去看 dp 数组中 dp[i - coins[j]] 是否有最优解,把所有可能的状况都列出,找最小的即可。整个过程从 1 开始一直迭代,始终迭代到须要的金额即可。

金额 能够凑出的状况 最优解
0 0
1 1 1(应用一个面值为 1 的硬币)
2 2 1(应用一个面值为 2 的硬币)
3 1 + dp[2], 2 + dp[1] 2(都是最优解)
4 1 + dp[3], 2 + dp[2] 2(2 + dp[2])
5 5 1(应用一个面值为 5 的硬币)
6 1 + dp[5], 2 + dp[4], 5 + dp[1] 2(1 + dp[5] 或者 5 + dp[1])
7 7 1(应用一个面值为 7 的硬币)
8 1 + dp[7], 2 + dp[6], 5 + dp[3], 7 + dp[1] 2(1 + dp[7] 或者 7 + dp[1])
9 1 + dp[8], 2 + dp[7], 5 + dp[4], 7 + dp[2] 2(2 + dp[7] 或者 7 + dp[2])
10 10 1(应用一个面值为 10 的硬币)
11 1 + dp[10], 2 + dp[9], 5 + dp[6], 7 + dp[4], 10 + dp[1] 2(1 + dp[10] 或者 10 + dp[1])
12 1 + dp[11], 2 + dp[10], 5 + dp[7], 7 + dp[5], 10 + dp[2] 2(2 + dp[10] 或者 5 + dp[7] 或者 7 + dp[5] 或者 10 + dp[2])
13 1 + dp[12], 2 + dp[11], 5 + dp[8], 7 + dp[6], 10 + dp[3] 3(都是最优解)
14 1 + dp[13], 2 + dp[12], 5 + dp[9], 7 + dp[7], 10 + dp[4] 2(7 + dp[7])

参考代码

import java.util.Arrays;

public class Solution {public int coinChange(int[] coins, int amount) {int[] dp = new int[amount + 1]; // 初始化 dp 数组,大小为 amount + 1
        Arrays.fill(dp, -1); // 全副元素初始化为 -1
        dp[0] = 0; // 金额 0 的最优解 dp[0]=0

        // 顺次计算 1 至 amount 的最优解
        for (int i = 1; i <= amount; i++) {
            // 对于每个金额 i,遍历面值 coins 数组
            for (int j = 0; j < coins.length; j++) {// 须要拼凑的面额 i 比以后面值 coins[j] 大,且金额 i - coins[j] 有最优解
                if (coins[j] <= i && dp[i - coins[j]] != -1) {// 如果以后金额还未计算或者 dp[i] 比以后计算的值大
                    if (dp[i] == -1 || dp[i] > dp[i - coins[j]] + 1) {dp[i] = dp[i - coins[j]] + 1; // 更新 dp[i]
                    }
                }
            }
        }
        return dp[amount]; // 返回金额 amount 的最优解 dp[amount]
    }
}
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