• 动态规划——完全背包


            完全背包,指的是有N件物品和一个最多能背重量为W的背包,每件物品有无限个,可以重复放入,求如何装入物品使价值最大。和01背包唯一不同的点就是完全背包的物品具有无限个。

            有了上一篇的学习,如果想要使物品能够被多次放入,我们只需要从小到大的去枚举背包容量即可,至于已经在上一篇阐述了,不会的可以去看看。然后还有一个注意的就是,我们是先枚举物品还是先枚举背包容量呢?在纯完全背包问题中两者都可以的,因为这里的状态转移方程只要保证前面的状态被确定了,后面的就可以逐一确定下来。但是如果问的是求装满背包有几种方案时就有所不同了。来看leetcode的这道题:

    518. 零钱兑换 II - 力扣(LeetCode)

    给你一个整数数组 coins 表示不同面额的硬币,另给一个整数 amount 表示总金额。

    请你计算并返回可以凑成总金额的硬币组合数。如果任何硬币组合都无法凑出总金额,返回 0 。

    假设每一种面额的硬币有无限个。 

    题目数据保证结果符合 32 位带符号整数。

    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

    注意,你可以假设:

    • 0 <= amount (总金额) <= 5000
    • 1 <= coin (硬币面额) <= 5000
    • 硬币种类不超过 500 种
    • 结果符合 32 位符号整数

    可以发现题目要求的是给出硬币组合数,是不考虑元素之间的顺序的,而排列则需要考虑顺序。

    还是五步法来分析一下:

    1.确定dp数组以及下标的含义

    dp[j]:凑成总金额j的货币组合数为dp[j]

    2.确定递推公式

    这里是求方案数,将选和不选都要加上,即 dp[j] = dp[j] + dp[j - coins[i]];

    3.dp数组如何初始化

     dp[0] = 1,即凑成总金额0的货币组合数为1

    4.确定遍历顺序

    刚刚说过,对于求方案数类的完全背包问题,不同的遍历顺序得到的结果也不同。

     假设:coins[0] = 1,coins[1] = 5。

    先看先遍历物品的遍历顺序,由于我们是按照物品的顺序来遍历的,只会先计算1,再计算5,因此得到的方法数量只有{1, 5}这种情况,即组合数。

    而如果是先遍历容量的遍历顺序,在计算dp[6]时,枚举第0个硬币时会得到{5, 1},因为dp[6] += dp[6 - 1] ,而枚举第1个硬币又会得到{1, 5},所以可以发现先遍历容量得到的结果就是排列数。

    5.举例推导dp数组

    最后给出代码:

    1. class Solution {
    2. public:
    3. int change(int amount, vector<int>& coins) {
    4. vector<int> dp(amount + 1, 0);
    5. dp[0] = 1;
    6. for(int i = 0; i < coins.size(); i ++ )
    7. for(int j = coins[i]; j <= amount; j ++ )
    8. dp[j] += dp[j - coins[i]];
    9. return dp[amount];
    10. }
    11. };

    再来看一道求排列的题目:

    377. 组合总和 Ⅳ - 力扣(LeetCode)

    给你一个由 不同 整数组成的数组 nums ,和一个目标整数 target 。请你从 nums 中找出并返回总和为 target 的元素组合的个数。

    题目数据保证答案符合 32 位整数范围。

    示例 1:

    输入:nums = [1,2,3], target = 4
    输出:7
    解释:
    所有可能的组合为:
    (1, 1, 1, 1)
    (1, 1, 2)
    (1, 2, 1)
    (1, 3)
    (2, 1, 1)
    (2, 2)
    (3, 1)
    请注意,顺序不同的序列被视作不同的组合。
    

    示例 2:

    输入:nums = [9], target = 3
    输出:0
    

    提示:

    • 1 <= nums.length <= 200
    • 1 <= nums[i] <= 1000
    • nums 中的所有元素 互不相同
    • 1 <= target <= 1000

    题目中虽然说的是组合,但是又说了顺序不同的序列被视作不同的组合,其实就是排列。

    动规五步曲:

    1.确定dp数组以及下标的含义

            dp[i] : 组成和为 i 的排列个数

    2.确定递推公式

            dp[i] += dp[i - nums[j]];

    3.初始化

            dp[0] = 1,虽然在本题中dp[0]没有意义,但是为了后面递推,赋值为1才能累加起来

    4.确定遍历顺序

            上一题已经讲过了,记住:

    如果求组合数就是外层for循环遍历物品,内层for遍历背包

    如果求排列数就是外层for遍历背包,内层for循环遍历物品

    5.举例来推导dp数组

    1. class Solution {
    2. public:
    3. int combinationSum4(vector<int>& nums, int target) {
    4. vector<int> dp(target + 1, 0);
    5. dp[0] = 1;
    6. for(int i = 0; i <= target; i ++ )
    7. for(int j = 0; j < nums.size(); j ++ )
    8. if(i >= nums[j] && dp[i] < INT_MAX - dp[i - nums[j]])
    9. dp[i] += dp[i - nums[j]];
    10. return dp[target];
    11. }
    12. };

    1023. 买书 - AcWing题库

    1021. 货币系统 - AcWing题库

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/qq_62417282/article/details/132914801