0322. 零钱兑换
题目:
给你一个整数数组 coins
,表示不同面额的硬币;以及一个整数 amount
,表示总金额。计算并返回可以凑成总金额所需的 最少的硬币个数 。如果没有任何一种硬币组合能组成总金额,返回 -1
。你可以认为每种硬币的数量是无限的。
基本思路:将金币从大到小开始排列,先拿最大的,再拿后面次大的,以此类推。【失败】
class Solution {
public:int coinChange(vector<int>& coins, int amount) {sort(coins.begin(),coins.end());int size=coins.size();if(amount==0) return 0;int ans=0;int remains=amount;for(int i=size-1;i>=0;i--){while(remains>=coins[i]){remains-=coins[i];ans++;}}return (remains>0)?-1:ans;}
};
但显然有bug,思考一顿发现,他可能不需要最后一个,可以是倒数第二个拼起来 ,例如上面这个例子3+4可以出现7但运行时依然把5放上了:
所以进行改进: 如果再进行一层遍历,便从哪一个开始,显然复杂度太高。
这个时候想到了,动态规划。
创建了一个长度为 amount+1 的数组 dp,dp[i] 表示凑齐金额 i 所需的最少硬币数目。然后通过迭代更新 dp 数组,最终返回 dp[amount]。如果 dp[amount] 大于 amount,则表示无法凑出总金额,返回 -1。
代码:
class Solution {
public:int coinChange(vector<int>& coins, int amount) {vector<int> dp(amount + 1, amount + 1);dp[0] = 0; // if(amount==0)return 0;for (int i = 1; i <=amount; i++) {for (int j = 0; j < coins.size(); j++) {if (coins[j] <= i)//硬币数值小于总数dp[i] = min(dp[i],dp[i-coins[j]]+1);//可以选择放还是不放。}}return dp[amount]>amount?-1:dp[amount];}
};
每一次dp都可以选择放还是不放。不放就是dp[i]=dp[i];放的话,首先数量要+1,谁的数量呢?是(当前存放金钱总额-放入的金币额 )所需的数量加1。
vector<int> dp(amount + 1, amount + 1);
创建了一个名为 dp
的整型向量(vector),并初始化该向量的大小为 amount + 1
,所有元素的初始值都设置为 amount + 1
。
具体来说,这行代码创建了一个大小为 amount + 1
的整型向量 dp
,并且用 amount + 1
来填充所有的元素。在动态规划问题中,通常会使用类似这样的数组来记录中间状态或者保存子问题的解,以便后续计算。在这个特定的动态规划问题中,dp[i]
代表凑齐金额 i
所需的最少硬币数量,初始值设为 amount + 1
也是为了确保后续更新时能正确比较和更新数值。
本题over
78. 子集
题目:
给你一个整数数组 nums
,数组中的元素 互不相同 。返回该数组所有可能的子集
解集 不能 包含重复的子集。你可以按 任意顺序 返回解集。
思路:这道题自己想的就是遍历。思考用两层for循环,控制左右界限,放之间的元素。后来的时候,又看到一个题解
遍历枚举:
大概意思是:最外层遍历数组的元素,内层循环:复制上一步的子集,然后将当前元素加到复制的子集里面 ,构成新的子集。
举个例子:比如{1,2,3} :
- 我先产生{1}的子集--》ans={{},{1}},
- 我复制这个子集subset={{},{1}};此时数组元素遍历到‘2’;
- 把‘2‘’这个元素加到subset里面subset={{2},{1,2}};
- 把subset’这个元素加到ans里面此时ans={{},{1},{2},{1,2}}
- 3同理 1)subset={{},{1},{2},{1,2}};2)subset={{3},{1,3},{2,3},{1,2,3}}
- 3)ans={{},{1},{2},{1,2},{3},{1,3},{2,3},{1,2,3}}
代码
class Solution {
public:// 生成一个整数数组的所有可能子集vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {// 初始化结果集,包含空集vector<vector<int>> ans = {{}};// 遍历原数组中的每个元素for (int num : nums) {// 获取当前结果集的大小int n = ans.size();// 遍历当前结果集中的每个子集for (int i = 0; i < n; ++i) {// 复制当前子集vector<int> subset = ans[i];// 将当前元素加入子集中subset.push_back(num);// 将更新后的子集加入结果集ans.push_back(subset);}}// 返回生成的所有子集return ans;}
};
二进制位法
还有使用二进制位来编写的,看了半天没看懂,后来求助解释一下吧
- 对于长度为
n
的原始数组,通过遍历0
到2^n - 1
的所有数字,可以表示所有可能的子集。 - 在内层循环中,根据当前数字
i
的二进制表示中的1
,将对应位置的元素加入当前子集。 - 最终将每个生成的子集添加到结果集中,得到所有可能的子集
举个例子
当我们具体遍历生成子集的过程时,以数组 {3,2,1} 为例:当 i = 0 时,二进制表示为 000,对应空集 {}。内层循环不执行,因为没有任何元素被选中。
当 i = 1 时,二进制表示为 001,对应子集 {3}。内层循环执行,检查第 0 位是否为 1,发现是,将 nums[0](即 3)加入到当前子集中。
当 i = 2 时,二进制表示为 010,对应子集 {2}。内层循环执行,检查第 1 位是否为 1,发现是,将 nums[1](即 2)加入到当前子集中。
当 i = 3 时,二进制表示为 011,对应子集 {2, 3}。内层循环执行,检查第 0 和第 1 位是否为 1,发现都是,将 nums[0] 和 nums[1] 加入到当前子集中。
当 i = 4 时,二进制表示为 100,对应子集 {1}。内层循环执行,检查第 2 位是否为 1,发现是,将 nums[2](即 1)加入到当前子集中。
当 i = 5 时,二进制表示为 101,对应子集 {1, 3}。内层循环执行,检查第 0 和第 2 位是否为 1,发现第 0 位和第 2 位为 1,将 nums[0] 和 nums[2] 加入到当前子集中。
当 i = 6 时,二进制表示为 110,对应子集 {1, 2}。内层循环执行,检查第 1 和第 2 位是否为 1,发现第 1 位和第 2 位为 1,将 nums[1] 和 nums[2] 加入到当前子集中。
当 i = 7 时,二进制表示为 111,对应子集 {1, 2, 3}。内层循环执行,检查所有位都为 1,将所有元素 {1, 2, 3} 加入到当前子集中。
通过这样的遍历过程,我们可以逐步生成出数组 {1, 2, 3} 的所有可能子集。
代码:
class Solution {
public:vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {vector<vector<int>> ans; // 存储所有可能的子集int n = nums.size(); // 原始数组的长度// 遍历所有可能的子集长度for (int i = 0; i < (1 << n); i++) {vector<int> subset; // 当前子集// 对于每个子集长度,遍历原始数组for (int j = 0; j < n; j++) {// 检查第 j 位是否在当前子集中if (i & (1 << j)) {subset.push_back(nums[j]); // 将元素加入当前子集}}ans.push_back(subset); // 将当前子集加入结果集}return ans;}
};
其实这道题最最重要的是回溯思想!!
- . -. - 力扣(LeetCode)总结了回溯问题类型,带你搞懂回溯算法(大量例题)
- 看这个题解就可以
本题over
221. 最大正方形
思想:动态规划
我们可以使用动态规划来解决这个问题。以
假设我们有一个二维矩阵 matrix
,其中每个元素是 '0' 或 '1'。我们定义一个额外的二维数组 dp
来存储在以当前位置为右下角的情况下的最大正方形边长。
-
首先,将
dp
数组初始化为与原始矩阵相同大小,类型为整数。将第一行和第一列直接复制为原始矩阵的值(因为在边界上无法形成正方形)。 -
对于其余位置
(i, j)
,如果matrix[i][j]
是 '1',则考虑它左侧、上方和左上方三个位置的dp
值,取它们的最小值并加 1,即dp[i][j] = min(dp[i-1][j], dp[i][j-1], dp[i-1][j-1]) + 1
。 -
在更新
dp
的过程中,记录下出现的最大边长值,即可得到最大正方形的边长。 -
最后,返回最大正方形的面积,即边长的平方。
这样,通过动态规划算法,我们可以高效地找到给定矩阵中的最大正方形的边长。
dp[i][j] = min(dp[i-1][j], dp[i][j-1], dp[i-1][j-1]) + 1。
如图,当dp[i][j] 来存储在以当前位置[i][j]为右下角的情况下的最大正方形边长时,
dp的值就与上[i-1][j] 左[i][j-1] 左上[i-1][j-1]三个位置的dp相关。看图可以发现与他们最小值相关。
为什么要加1,因为当前位置计算的话,可定是1,可以构成一个小正方形
图解
代码如下:一定要分清行列
class Solution {
public:int maximalSquare(vector<vector<char>>& matrix) {int n = matrix.size();int m = matrix[0].size();if (m == 0 || n == 0)return 0;int max_len = 0;vector<vector<int>> dp(n, vector<int>(m));for (int i = 0; i < n; i++) {for (int j = 0; j < m; j++) {if (matrix[i][j] == '1') {if (i == 0 || j == 0) {//第一行第一列dp值=matrix值dp[i][j] = 1;} else {dp[i][j] = min({dp[i - 1][j], dp[i][j - 1],dp[i - 1][j - 1]}) +1;}max_len = max(max_len, dp[i][j]);}}}return max_len * max_len;}
};