代码随想录 279.完全平方数

思路:题目的意思为:完全平方数就是物品(可以无限件使用),凑个正整数n就是背包,问凑满这个背包最少有多少个物品?

动规五部曲:

1.确定dp数组(dp table)及其下标的含义:dpj表示和为j的完全平方数的最少数量为dpj

2.确定递推公式:dpj可以由dpj - i \* i推出,dpj - i \* i + 1便可凑成dpj,要选择最小的dpj,所以递推公式为:dpj = min(dpj,dpj - i \* i + 1)。

3.dp数组如何初始化:

(1)dp0表示和为0的完全平方数的最小数量,那么dp0就一定为0(因为题目中说若干个完全平方数是1,4,9,...,没提到0)。dp0 = 0完全是为了递推公式。

(2)非0下标的dpj:从递推公式dpj = min(dpj,dpj - i \* i + 1)中可以看出每次dpj都要选最小的。所以非0下标的dpj一定要初始化为最大值,这样dpj在递推的时候才不会被初始值覆盖。

4.确定遍历顺序:

(1)本题是完全背包问题,内层循环正序遍历。

(2)本题既不是求排列数也不是求组合数,而是求最小数。因此本题中外层for循环遍历背包,内层for循环遍历物品;或者是外层for循环遍历物品,内层for循环遍历背包都是可以的。

5.举例推导dp数组:以输入n = 5为例,dp状态图如下图所示。

附代码:

(一)先遍历物品,再遍历背包

java 复制代码
class Solution {
    //先遍历物品,再遍历背包
    public int numSquares(int n) {
        int max = Integer.MAX_VALUE;
        int[] dp = new int[n + 1];
        for(int j = 0;j <= n;j++){
            dp[j] = max;
        }
        //当和为0时,组合的个数为0
        dp[0] = 0;
        //遍历物品
        for(int i = 1;i*i <= n;i++){
            //遍历背包
            for(int j = i*i;j <= n;j++){
                //if(dp[j -i*i] != max){ 不需要这个if statement,因为本题不会有凑不成的情况发生(一定可以用"1"来组成任何一个n)
                    dp[j] = Math.min(dp[j],dp[j - i*i] + 1);
                //}
            }
        }
        return dp[n];
    }
}

(二)先遍历背包,再遍历物品

java 复制代码
class Solution {
    //先遍历背包,再遍历物品
    public int numSquares(int n) {
        int max = Integer.MAX_VALUE;
        int[] dp = new int[n + 1];
        for(int j = 0;j <= n;j++){
            dp[j] = max;
        }
        dp[0] = 0;
        //遍历背包
        for(int j = 1;j <= n;j++){
            //遍历物品
            for(int i = 1;i*i <= j;i++){
                dp[j] = Math.min(dp[j],dp[j - i*i] + 1);
            }
        }
        return dp[n];
    }
}
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