[动态规划: 完全背包] 322. 零钱兑换

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每日刷题 2022.06.15

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。

示例

  • 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

提示

  • 1 <= coins.length <= 12
  • 1 <= coins[i] <= 2^31 - 1
  • 0 <= amount <= 1^04

解题思路

分析

  • f[i][j]表示:前i个面值的硬币,凑成总和为j,所需的最小硬币数。
  • 具体分析:对于第i个数字,设第i个数字的面值为money,那么就有:
    • 0个数字i,此时有f[i][j] = f[i - 1][j - 0 * money] = f[i - 1][j]
    • 1个数字i,此时有f[i][j] = f[i - 1][j - 1 * money]
    • 2个数字i,此时有f[i][j] = f[i - 1][j - 2 * money]
    • k个数字i,此时有f[i][j] = f[i - 1][j - k * money]
  • 因为每种不同面值的硬币🪙都是无限的,因此可以需要依次去尝试取多个的最小值。
  • 对于f[0][j]也就是硬币面值为0的时候,那么是没有最小值的,初始化为:Infinity,因为除了num = 0的时候,其他的时候,都是无法到达的。
  • 由此可得状态转移方程:f[i][j] = min(f[i - 1][j], f[i - 1][j - k * money] + k) && k * money < j

需要注意的点

  • f数组的长度,因为我们第0行用来存储不能够达到的情况,因此与coins数组的下标就会相差1,所以在声明f数组的时候,长度要声明成n + 1

AC代码

/**
 * @param {number[]} coins
 * @param {number} amount
 * @return {number}
 */
var coinChange = function(coins, amount) {
  let n = coins.length, f = new Array(n + 1).fill(0).map(() => new Array(amount + 1).fill(0));
  // 当前可以使用的硬币数为`0`,那么不论总金额为多少,都无法达成,因此初始化为Infinity
  // 需要注意:f[0][0] = 0是可以达成的,初始化为0 
  for(let i = 1; i <= amount; i++) {
    f[0][i] = Infinity;
  }
  // f[i][j]表示:当前第i个面值的硬币,凑成总和为j,所需最少硬币个数
  for(let i = 1; i <= n; i++) {
    for(let j = 0; j <= amount; j++) {
      // 不选当前面值的硬币
      f[i][j] = f[i - 1][j];
      // 选择当前面值的硬币
      for(let k = 0; k * coins[i - 1] <= j; k++) {
        if(f[i - 1][j - k * coins[i - 1]] != Infinity){
          // 如果选择当前面值的硬币,是无法达成的,就不需要取最小了,因为只能不选取该面值的硬币
          f[i][j] = Math.min(f[i][j], f[i - 1][j - k * coins[i - 1]] + k);
        }
      }
    }
  }
  // 最终返回结果即可
  return f[n][amount] == Infinity ? -1 : f[n][amount];
};