零钱兑换
解题思路
此题的思想应用了完全背包问题和求解背包方案数量问题,故需要将其转化为背包方案问题来求解。如下为推导公式:
创建二维dp数组,
d
p
[
i
]
[
j
]
dp[i][j]
dp[i][j],表示使用零钱类数i和组成的总金额
j
j
j。对于第
i
i
i枚硬币金额为
c
[
i
]
c[i]
c[i]。对于
d
p
[
i
]
[
j
]
dp[i][j]
dp[i][j]来说,可以不拿第i个硬币,就已经组成了总金额
j
j
j。则此时
d
p
[
i
]
[
j
]
=
d
p
[
i
−
1
]
[
j
]
dp[i][j]=dp[i-1][j]
dp[i][j]=dp[i−1][j]。当然如果拿取第i枚硬币,则总共会有1——k种方法,而需满足
0
<
=
k
c
[
i
]
<
=
j
0 <=kc[i]<=j
0<=kc[i]<=j ,则状态转移方程如下:
d
p
[
i
]
[
j
]
=
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
c
[
i
]
]
+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
2
c
[
i
]
]
+
.
.
.
+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
k
c
[
i
]
]
。
dp[i][j] = dp[i-1][j-c[i]] + dp[i-1][j-2c[i]] + ... + dp[i-1][j-kc[i]]。
dp[i][j]=dp[i−1][j−c[i]]+dp[i−1][j−2c[i]]+...+dp[i−1][j−kc[i]]。
故对于总方案数来讲,将其两种方法加到一起得到:
d
p
[
i
]
[
j
]
=
d
p
[
i
−
1
]
[
j
]
dp[i][j] = dp[i-1][j]
dp[i][j]=dp[i−1][j]+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
c
[
i
]
]
+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
2
c
[
i
]
]
+
.
.
.
+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
k
c
[
i
]
dp[i-1][j-c[i]] + dp[i-1][j-2c[i]] + ... + dp[i-1][j-kc[i]
dp[i−1][j−c[i]]+dp[i−1][j−2c[i]]+...+dp[i−1][j−kc[i] (1)
由于该方案是三重循环,故可以将其化简为两重循环,去除k的for循环判断。化简如下:
令j-c[i] =j,则原始可化简为:
d
p
[
i
]
[
j
−
c
[
i
]
]
=
dp[i][j-c[i]]=
dp[i][j−c[i]]=
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
c
[
i
]
]
+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
2
c
[
i
]
]
+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
3
c
[
i
]
]
+
.
.
.
+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
k
c
[
i
]
+
d
p
[
i
−
1
]
[
j
−
(
k
+
1
)
c
[
i
]
]
dp[i-1][j-c[i]] + dp[i-1][j-2c[i]] + dp[i-1][j-3c[i]] + ... + dp[i-1][j-kc[i]+dp[i-1][j-(k+1)c[i]]
dp[i−1][j−c[i]]+dp[i−1][j−2c[i]]+dp[i−1][j−3c[i]]+...+dp[i−1][j−kc[i]+dp[i−1][j−(k+1)c[i]] (2)
由于公式(1)和公式(2)中的红色部分是一样(调整k值),故将公式2带入到公式1中化简得到最终的状态转移方程:
d
p
[
i
]
[
j
]
=
d
p
[
i
−
1
]
[
j
]
+
d
p
[
i
]
[
j
−
c
[
i
]
]
dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-c[i]]
dp[i][j]=dp[i−1][j]+dp[i][j−c[i]]
class Solution:
def waysToChange(self, n: int) -> int:
coins = [1,5,10,25]
m = len(coins)
dp = [[0]*(n+1) for i in range(m+1)]
#初始化二维数组第一行,没有任何一种硬币,不论需要多少金额,都没有对应的方案数
for i in range(n+1):
dp[0][i] = 0
#如果金额为0,对多少种硬币来说都是1种方案
for i in range(m+1):
dp[i][0] = 1
for i in range(1,m+1):
for j in range(1,n+1):
#当总金额数j<金币额度时,则不拿第i个金币,因为金币coins下标从0开始,故需要coins[i-1]
if j<coins[i-1]:
dp[i][j] = dp[i-1][j]
else:
dp[i][j] = dp[i-1][j]+dp[i][j-coins[i-1]]
return dp[-1][-1] % 1000000007
本文地址:https://blog.csdn.net/jhsignal/article/details/109645710