leetCode 279.完全平方数 动态规划 + 完全背包

给你一个整数 n ,返回 和为 n 的完全平方数的最少数量 。完全平方数 是一个整数,其值等于另一个整数的平方;换句话说,其值等于一个整数自乘的积。例如,149 和 16 都是完全平方数,而 3 和 11 不是。

示例 1:

输入:n = 12
输出:3 
解释:12 = 4 + 4 + 4

示例 2:

输入:n = 13
输出:2
解释:13 = 4 + 9

>>思路和分析

可以这样看这道题:完全平方数看成是物品(可以无限件使用),凑成正整数n就是背包,问凑满这个背包最少有多少个物品?那么就可以用动态规划:322.零钱兑换完全背包思路来解决此题~

>>动规五部曲

1.确定dp数组(dp table)以及下标的含义

        dp[j]:和为j的完全平方数的最少数量为dp[j]

2.确定递推公式

  • dp[j] 可以由dp[i - i * i]推出,dp[j - i * i] + 1便可以凑成dp[j],此时我们可以选择最小的dp[j]
  • 递推公式dp[j] = min(dp[j - i * i] + 1,dp[j]);

3.dp数组初始化

(1)dp[0] = 0;

  • 没有意义,因为题目描述中,找到若干个完全平方数(比如1,4,9,16,...),题目描述中没有说要从0开始,dp[0] = 0 完全是为了递推公式

(2)非0下标的dp[j]一定要初始为最大值

  • 因为从递推公式dp[j] = min(dp[j - i * i] + 1,dp[j]);中可以看出每次dp[j]都要选择最小的,为了避免dp[j]在递推的时候被初始值覆盖的可能,有必要将非0下标的dp[j]初始为最大值

4.确定遍历顺序

  • 方式一:先遍历物品再遍历背包(求组合数)
  • 方式二:先遍历背包再遍历物品(求排列数)

本题中所求为钱 的完全平方数的最少数量 ,与顺序无关。所以可以方式一或者方式二都可以!!

5.举例推导dp数组

已输入n为5为例,用方式一的遍历顺序,即先遍历物品再遍历背包,dp状态如下:

(1)用方式一进行遍历: 

class Solution {
public:
    int numSquares(int n) {
        vector<int> dp(n + 1, INT_MAX);
        dp[0] = 0;
        for (int i = 1; i * i <= n; i++) { // 遍历物品
            for (int j = i * i; j <= n; j++) { // 遍历背包
                dp[j] = min(dp[j - i * i] + 1, dp[j]);
            }
        }
        return dp[n];
    }
};
  • 时间复杂度: O(n * √n)
  • 空间复杂度: O(n)

(2)用方式二进行遍历:

class Solution {
public:
    int numSquares(int n) {
        vector<int> dp(n+1,INT_MAX);
        dp[0] = 0;  

        for(int j=0;j<=n;j++) { // 背包
            for(int i=1;i*i <= n;i++) { // 物品
                if(j>=i*i) 
                    dp[j] = min(dp[j],dp[j - i*i] + 1);
            }
        }
        return dp[n];
    }
};
  • 时间复杂度: O(n * √n)
  • 空间复杂度: O(n)

参考和推荐文章、视频: 

代码随想录 (programmercarl.com)动态规划之完全背包,换汤不换药!| LeetCode:279.完全平方数_哔哩哔哩_bilibili

来自代码随想录的视频截图:

 

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转载自blog.csdn.net/weixin_41987016/article/details/133388041
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