代码随想录算法训练营Day42 | 完全背包理论基础、518.零钱兑换II、377. 组合总和 Ⅳ、卡玛网 57. 爬楼梯(进阶版)

目录

完全背包理论基础

518.零钱兑换II

[377. 组合总和 Ⅳ](#377. 组合总和 Ⅳ)

[卡玛网 57. 爬楼梯(进阶版)](#卡玛网 57. 爬楼梯(进阶版))

完全背包理论基础

题目

52. 携带研究材料(第七期模拟笔试)

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:

复制代码
4 5
1 2
2 4
3 4
4 5

输出示例:

复制代码
10

提示信息:

复制代码
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.

思路

代码随想录:完全背包理论基础

视频讲解:带你学透完全背包问题! 和 01背包有什么差别?遍历顺序上有什么讲究?

与01背包的区别是从小到大遍历背包容量。

在完全背包中,对于一维dp数组,遍历物品和背包容量的两个循环可以颠倒顺序,而01背包中的一维数组的遍历顺序一定是先遍历物品,再遍历背包容量。

题解

java 复制代码
import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int N = scanner.nextInt();
        int V = scanner.nextInt();
        int[] weights = new int[N];
        int[] values = new int[N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            weights[i] = scanner.nextInt();
            values[i] = scanner.nextInt();
        }
        scanner.close();
        int[] dp = new int[V + 1];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            for (int j = weights[i]; j <= V; j++) {
                dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - weights[i]] + values[i]);
            }
        }
        System.out.println(dp[V]);
    }
}

518.零钱兑换II

题目

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:

复制代码
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:

复制代码
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:

复制代码
输入:amount = 10, coins = [10] 
输出:1

提示:

  • 1 <= coins.length <= 300
  • 1 <= coins[i] <= 5000
  • coins 中的所有值 互不相同
  • 0 <= amount <= 5000

思路

代码随想录:518.零钱兑换II

视频讲解:LeetCode:518.零钱兑换II

可以转换为完全背包问题。

  1. 确定dp数组以及下标的含义:dp[j]为凑成金额 j 的方法数。
  2. 确定递推公式:dp[j] += dp[j - coins[i]]
  3. 初始化数组:dp[0] = 1,组成金额 0 的方法有一种:什么金额都不选择。
  4. 确定遍历顺序:外层 for 循环遍历物品(钱币),内层 for 遍历背包(金钱总额),此时求得的是组合数,若顺序交换则求得排列数。
  5. 举例推导:

题解

java 复制代码
class Solution {
    public int change(int amount, int[] coins) {
        int dp[] = new int[amount + 1];
        dp[0] = 1;
        for (int i = 0; i < coins.length; i++) {
            for (int j = coins[i]; j <= amount; j++) {
                dp[j] += dp[j - coins[i]];
            }
        }
        return dp[amount];
    }
}

377. 组合总和 Ⅳ

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:

复制代码
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:

复制代码
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

思路

视频讲解:LeetCode:377.组合总和IV

代码随想录:377.组合总和Ⅳ

可以转换为完全背包问题,注意题目要求求的为排列数。

  1. 确定dp数组以及下标的含义:dp[i]为凑成目标正整数 i 的排列个数。
  2. 确定递推公式:dp[i] += dp[i - nums[j]]
  3. 初始化数组:dp[0] = 1
  4. 确定遍历顺序: 求排列时外层遍历背包容量,内层遍历物品,同时完全背包问题使用顺序遍历。
  5. 举例推导:

题解

java 复制代码
class Solution {
    public int combinationSum4(int[] nums, int target) {
        int[] dp = new int[target + 1];
        dp[0] = 1;
        for (int i = 0; i <= target; i++) {
            for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
                if (i >= nums[j]) {
                    dp[i] += dp[i - nums[j]];
                }
            }
        }
        return dp[target];
    }
}

卡玛网 57. 爬楼梯(进阶版)

题目

57. 爬楼梯(第八期模拟笔试)

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:

复制代码
3 2

输出示例:

复制代码
3

提示信息:

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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. 1 阶 + 1 阶 + 1 阶段
2. 1 阶 + 2 阶
3. 2 阶 + 1 阶

思路

代码随想录:爬楼梯完全背包版本

  1. 确定dp数组以及下标的含义:dp[i]为爬到第 i 个台阶的方法数
  2. 确定递推公式:dp[i] += dp[i - j]
  3. 初始化数组:dp[0] = 1
  4. 确定遍历顺序: 求排列时外层遍历背包容量,内层遍历物品,同时完全背包问题使用顺序遍历。
  5. 举例推导:同上题

题解

java 复制代码
import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int n = scanner.nextInt();
        int m = scanner.nextInt();
        scanner.close();
        int[] dp = new int[n + 1];
        dp[0] = 1;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j <= m; j++) {
                if (i - j >= 0) {
                    dp[i] += dp[i - j];
                }
            }
        }
        System.out.println(dp[n]);
    }
}
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