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给定不同面额的硬币 coins 和一个总金额 amount。编写一个函数来计算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
示例 4:
输入:coins = [1], amount = 1
输出:1
示例 5:
输入:coins = [1], amount = 2
输出:2
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/coin-change
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感谢labuladong大神的套路框架,传送门动态规划套路详解。
class Solution {
//定义Map作为备忘录缓存递归结果,key为金额,value为凑成金额需要的硬币数量
Map<Integer, Integer> memo = new HashMap<>();
//方法一:递归,带备忘录
//子问题时间复杂度O(k),子问题数量O(n)
//时间复杂度O(k*n),空间复杂度O(n)
public int coinChangeI(int[] coins, int amount) {
if (coins == null || coins.length == 0) return -1;
return helper(coins, amount);
}
private int helper(int[] coins, int n) {
//判断memo中是否存在,存在直接返回
if (memo.containsKey(n)) {
return memo.get(n);
}
//base case
if (n == 0) return 0;
if (n < 0) return -1;
//因为返回最小值,所以初始化为正无穷
int res = Integer.MAX_VALUE;
for (int coin : coins) {
//将金额拆分成子问题,例如n=11,coins=1,2,5,则拆分为10,9,6,同样10拆分为9,8,5,9拆分为8,7,4,6拆分为5,4,2等等
//不断递归拆分直到拆分为base case,得到结果,然后逐层返回答案
int subRes = helper(coins, n - coin);
if (subRes == -1) continue;
//加1是因为如果知道了子问题的答案,只要再加1枚硬币就是原问题的答案
//例如amount=11,coins=1,2,5,可以拆分为amount=10再加1枚1元的硬币,amount=9再加1枚2元的硬币,amount=6再加1枚5元的硬币
res = Math.min(res, subRes + 1);
}
res = res == Integer.MAX_VALUE ? -1 : res;
//记录备忘录
memo.put(n, res);
return res;
}
//方法二:动态规划
//定义DP table
//时间复杂度O(k*n),空间复杂度O(n)
//自底向上,由base case逐渐求得最值
public int coinChangeII(int[] coins, int amount) {
if (coins == null || coins.length == 0) return -1;
//dp[i]=x,当目标金额为i时,至少需要x枚硬币
int[] dp = new int[amount + 1];
//base case
dp[0] = 0;
for (int i = 1; i < dp.length; i++) {
//初始化dp[i]为amount+1
//因为凑成金额amount,最多需要amount枚硬币(全部为1元硬币)所以初始化为amount+1相当于初始化为正无穷,方便后续比较最小值
dp[i] = dp.length;
for (int coin : coins) {
if (i >= coin) {
dp[i] = Math.min(dp[i], dp[i - coin] + 1);
}
}
}
return dp[amount] == dp.length ? -1 : dp[amount];
}
}
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