代码随想录算法训练营 | 动态规划 part05

完全背包

N件物品和一个最多能背重量为W的背包。第i件物品的重量是weight[i],得到的价值是value[i] 。每件物品都有无限个(也就是可以放入背包多次),求解将哪些物品装入背包里物品价值总和最大。

例子:

背包可容纳重量 W = 6;

物品 重量w 价值v
1 2 3
2 4 1
3 3 5
4 1 2
5 4 3
二维数组
cpp 复制代码
for (int i = 1; i < N + 1; i++) {
     for (int j = 0; j < W + 1; j++) {
        if (j < weight[i-1]) {
            dp[i][j] = dp[i - 1][j];
        } else {
        //第 i 个物品放入,剩余背包容量为 j - weight[i - 1];总价值为前 `i` 件物品中放入背包中的价值 + 第 i 件物品的价值;
            dp[i][j] = max(dp[i - 1][j], dp[i][j - weight[i - 1]] + value[i - 1]);
        }
    }
}
- 0 1 2 3 4 5 6
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 3 3 6 6 9
2 0 0 3 3 6 6 9
3 0 0 3 5 6 8 10
4 0 2 4 6 8 10 12
5 0 2 4 6 8 10 12

一维数组

cpp 复制代码
for (int i = 1; i < N + 1; i++) { // i 从 1 开始的,所以物品对应下标后面是 i - 1
    for (int j = weight[i - 1]; j < W + 1; j++) { // 正序,完全背包,物品可以多次放入
        dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i - 1]] + value[i - 1]);
    }
}

52. 携带研究材料

卡码网 52. 携带研究材料

题目描述 小明是一位科学家,他需要参加一场重要的国际科学大会,以展示自己的最新研究成果。他需要带一些研究材料,但是他的行李箱空间有限。这些研究材料包括实验设备、文献资料和实验样本等等,它们各自占据不同的重量,并且具有不同的价值。

小明的行李箱所能承担的总重量为 N,问小明应该如何抉择,才能携带最大价值的研究材料,每种研究材料可以选择无数次,并且可以重复选择。
输入描述 第一行包含两个整数,N,V,分别表示研究材料的种类和行李空间

接下来包含 N 行,每行两个整数 wi 和 vi,代表第 i 种研究材料的重量和价值
输出描述 输出一个整数,表示最大价值。
输入示例 4 5 1 2 2 4 3 4 4 5
输出示例 10
提示信息 第一种材料选择五次,可以达到最大值。
数据范围

1 <= N <= 10000;

1 <= V <= 10000;

1 <= wi, vi <= 10^9.

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int package(int& m, int& n, vector<vector<int>>& stuff) {
    vector<int> dp(n + 1);
    for (int i = 1; i < m + 1; i++) {
        for (int j = stuff[i - 1][0]; j < n + 1; j++) { // 正序,完全背包,物品可以多次放入
            dp[j] = max(dp[j], dp[j - stuff[i - 1][0]] + stuff[i - 1][1]);
        }
    }
    return dp[n];
}
int main() {
    int m; // 材料种类
    int n; // 行李空间

    cin >> m >> n;
    vector<vector<int>> stuff(m, vector<int>(2)); 
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
        cin >> stuff[i][0] >> stuff[i][1];
    }
    int res = package(m, n, stuff);
    cout << res << endl;

    return 0;
}

518. 零钱兑换 II

518. 零钱兑换 II

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。

给定背包容量,装满背包有多少种方法;每件物品有无限个;

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int change(int amount, vector<int>& coins) {
        vector<int> dp(amount + 1);
        dp[0] = 1;
        for (int i = 1; i < coins.size() + 1; i++) {
            for (int j = coins[i - 1]; j < amount + 1; j++) {
                dp[j] = dp[j] + dp[j - coins[i - 1]];
            }
        }
        return dp[amount];
    }
};

377. 组合总和 Ⅳ

377. 组合总和 Ⅳ

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。 顺序不同的序列被视作不同的组合。

给定背包容量j,装满背包有多少种不同的排列 dp[j];每件物品有无限个;

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int combinationSum4(vector<int>& nums, int target) {
        vector<int> dp(target + 1);
        dp[0] = 1;
        for (int j = 0; j < target + 1; j++) {/ 遍历背包
            for (int i = 0; i < nums.size(); i++) { // 遍历物品 // 终于把我从二维数组dp继承过来的 i = 1 给改了
                if(j >= nums[i] && dp[i] < INT_MAX - dp[i - nums[j]]) { // 用例有溢出
                    dp[j] += dp[j - nums[i]];
                }
            }
        }
        return dp[target];
    }
};

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。

70. 爬楼梯 (进阶)

卡码网:57. 爬楼梯

题目描述 假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。

每次你可以爬至多m (1 <= m < n)个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢?

注意:给定 n 是一个正整数。
输入描述 输入共一行,包含两个正整数,分别表示n, m 输出描述 输出一个整数,表示爬到楼顶的方法数。
输入示例 3 2
输出示例 3
提示信息

数据范围: 1 <= m < n <= 32;

当 m = 2,n = 3 时,n = 3 这表示一共有三个台阶,m = 2 代表你每次可以爬一个台阶或者两个台阶。

此时你有三种方法可以爬到楼顶。

1 阶 + 1 阶 + 1 阶

1 阶 + 2 阶

2 阶 + 1 阶

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int climbStairs(int n, int m) {
    // 背包容量为 n + 1;
    // 物品为1, 2, 3, ... ,m 
    // 给定背包容量,装满背包有多少种不同的**排列**;每件物品有无限个;
    vector<int> dp(n + 1);
        dp[0] = 1;
        for (int j = 0; j < n + 1; j++) { // 遍历背包
            for (int i = 1; i <= m; i++) {  // 遍历物品
                if(j >= i) { 
                    dp[j] += dp[j - i];
                }
            }
        }
        return dp[n];
}

int main() {
    int n, m;
    cin >> n >> m;
    cout << climbStairs(n, m) << endl;
    return 0;
}
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