从小白开始刷算法 记忆化搜索篇 leetcode.322

简介: 从小白开始刷算法 记忆化搜索篇 leetcode.322

序言

虽然算法很难,但不应该就放弃。这是一个学习笔记,希望你们喜欢~

先自己尝试写,大概十几分钟仍然写不出来

看思路,再尝试跟着思路写

仍然写不出来,再看视频

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记忆化搜索篇

难度:中等

题目:

322. 零钱兑换

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。

示例 1:

输入:coins = [1, 2, 5], amount = 11

输出:3

解释:11 = 5 + 5 + 1

示例 2:

输入:coins = [2], amount = 3

输出:-1

示例 3:

输入:coins = [1], amount = 0

输出:0

题目来源:力扣(LeetCode)

递归+记忆化搜索 思路

能否写出:不能写出。

时间:一个小时起步

思路:

首先,判断如果目标金额amount小于1,则直接返回0,因为无法凑出金额小于等于0的情况。

  1. 创建一个大小为amount+1的记忆数组memo,并初始化所有元素为-1,用于存储每个金额的最少硬币数。
  2. 调用递归函数coinChangeRecursive,传入硬币数组coins、目标金额amount和记忆数组memo
  3. 在递归函数中,首先判断如果目标金额amount小于0,则返回-1,表示无法凑出该金额。
  4. 判断如果目标金额amount等于0,则返回0,表示已经凑出了所需的金额,不需要继续递归。
  5. 检查记忆数组memo,如果当前金额amount的最少硬币数已经计算过,则直接返回该值,避免重复计算。

接下来,初始化一个变量minCount,用于记录当前金额amount的最少硬币数,初始值设为最大整数。

然后,遍历硬币数组coins,对每个硬币进行操作:

  • 计算剩余金额remainingAmount,即目标金额amount减去当前硬币的面值。
  • 递归调用coinChangeRecursive函数,传入剩余金额remainingAmount和记忆数组memo,得到凑齐剩余金额所需的最少硬币数。
  • 如果凑齐剩余金额的最少硬币数不等于-1,表示找到了有效的组合,更新minCount为当前硬币数加上剩余金额的最少硬币数,并取最小值。
  • 重复以上步骤,直到遍历完所有硬币。

最后,将计算得到的最少硬币数存入记忆数组memo中,如果minCount仍然等于初始值,则表示无法凑出目标金额,返回-1;否则返回minCount

// 仅是我的思路代码,leetcode上大神更厉害
class Solution {
  public int coinChange(int[] coins, int amount) {
      if (amount < 1) {
          return 0;
      }
      int[] memo = new int[amount + 1];
      Arrays.fill(memo, -1);
      return coinChangeRecursive(coins, amount, memo);
  }
  private int coinChangeRecursive(int[] coins, int amount, int[] memo) {
      if (amount < 0) {
          return -1;
      }
      if (amount == 0) {
          return 0;
      }
      if (memo[amount] != -1) {
          return memo[amount];
      }
      int minCount = Integer.MAX_VALUE;
      for (int coin : coins) {
          //目标金额amount中减去当前硬币后剩余的金额。
          int remainingAmount = amount - coin;
          //计算凑齐剩余金额所需的最少硬币数
          int count = coinChangeRecursive(coins, remainingAmount, memo);
          //这行代码检查是否找到了一个有效的硬币组合来凑齐剩余金额。
          //如果count不等于-1(表示找到了有效的组合),则继续执行代码来更新minCount
          if (count != -1) {
              //这行代码更新minCount,取最小值,以确保记录最少硬币数的情况。
              //将当前的minCount与count + 1(因为选择了当前硬币,所以硬币数需要加1)进行比较
              minCount = Math.min(minCount, count + 1);
          }
      }
      //存入记忆数组中
      memo[amount] = (minCount == Integer.MAX_VALUE) ? -1 : minCount;
      return memo[amount];
  }
}

时间复杂度:O(MN)

  • 其中M为目标金额,N为硬币种类数,每个金额需要遍历硬币数组。

空间复杂度:O(N)

  • 记忆数组的大小与目标金额N相关
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