【LeetCode】背包问题总结
文章目录
- 一、背包能否装满?
- 416. 分割等和子集
- 1049. 最后一块石头的重量 II
- 二、装满背包有几种方法?
- 494. 目标和
- 518.零钱兑换II
- 377. 组合总和 Ⅳ
- 70. 爬楼梯
- 三、背包装满的最大价值
- 474.一和零
- 四、装满背包最小物品数
- 322. 零钱兑换
- 279.完全平方数
一、背包能否装满?
416. 分割等和子集
class Solution {
public:// 01背包:逆序遍历// 组合问题:先背包后容量bool canPartition(vector<int>& nums) {int m = nums.size();int sum = accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);if(sum & 1) return false;int n = sum / 2;vector<int> dp(n + 1, 0); // dp[j]:容量为j的背包,最多装入重量为dp[j]的物品for(int i = 0; i < m; i++){for(int j = n; j >= nums[i]; j--){dp[j] = max(dp[j], dp[j - nums[i]] + nums[i]);}}return dp[n] == n;}
};
dp背包问题——416. 分割等和子集
1049. 最后一块石头的重量 II
class Solution {
public:// 01背包:逆序遍历// 组合问题:先物品、后容量int lastStoneWeightII(vector<int>& stones) {int m = stones.size();int sum = accumulate(stones.begin(), stones.end(), 0);int n = sum / 2;vector<int> dp(n + 1, 0); // dp[j]:容量为j的背包,最多装dp[j]的石头for(int i = 0; i < m; i++){for(int j = n; j >= stones[i]; j--){dp[j] = max(dp[j], dp[j - stones[i]] + stones[i]);}}return sum - 2 * dp[n];}
};
dp背包问题——1049. 最后一块石头的重量 II
二、装满背包有几种方法?
494. 目标和
class Solution {
public:// 01背包:逆序遍历// 组合问题:先物品,后容量int findTargetSumWays(vector<int>& nums, int target) {int sum = accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);if((sum + target) & 1) return 0;int m = nums.size();int n = (sum + target) / 2;if(n < 0) return 0;vector<int> dp(n + 1, 0); // dp[j]:装满容量为j的背包,有dp[j]种方法dp[0] = 1; // 装满容量为0的背包,只有1种方法for(int i = 0; i < m; i++){for(int j = n; j >= nums[i]; j--){// 多了一个物品可选择后,装满背包的方法数就是 :(没有当前物品可选时的方法数 + 选了当前物品的方法数)dp[j] = dp[j] + dp[j - nums[i]];}}return dp[n];}
};
dp背包解决组合问题——494. 目标和
518.零钱兑换II
class Solution {
public:// 完全背包:顺序遍历// 组合问题:先物品、后容量int change(int amount, vector<int>& coins) {int m = coins.size();int n = amount;vector<int> dp(n + 1, 0); // dp[j]:装满容量为j的背包,有dp[j]种方式dp[0] = 1;for(int i = 0; i < m; i++){for(int j = coins[i]; j <= n; j++){// 多了一个物品可选后,装满背包的方法数就是 :(没有当前物品可选时的方法数 + 选了当前物品的方法数)dp[j] = dp[j] + dp[j - coins[i]];}}return dp[n];}
};
dp完全背包问题解组合问题——零钱兑换
377. 组合总和 Ⅳ
class Solution {
public:// 完全背包:顺序遍历// 排列问题:先容量,后物品int combinationSum4(vector<int>& nums, int target) {int m = nums.size();int n = target;vector<int> dp(n + 1, 0); // dp[j]:装满容量为j的背包,物品的组合数为dp[j]dp[0] = 1;for(int j = 1; j <= n; j++){for(int i = 0; i < m; i++){if(j >= nums[i] && dp[j] < INT_MAX - dp[j - nums[i]]) dp[j] += dp[j - nums[i]];}}return dp[n];}
};
70. 爬楼梯
class Solution {
public:// 完全背包:顺序遍历// 排列问题:先容量,后物品int climbStairs(int n) {int m = 2;int nums[2] = {1,2};vector<int> dp(n + 1, 0); // dp[j]:装满容量为j的背包,有dp[j]种方法dp[0] = 1;for(int j = 1; j <= n; j++){for(int i = 0; i < m; i++){if(j >= nums[i]) dp[j] = dp[j] + dp[j - nums[i]];}}return dp[n];}
};
排列问题:先容量,后物品
如果物品为{1,2},假如此时容量为2(容量为1的背包只能装物品1),用当前容量遍历多个物品,可以选择在装了物品1的基础上接着装,也可以选择不在其基础上装,直接装入物品2。当容量为3时,也可以选择在装有物品2的基础上再装入物品1,这样就出现了{2,1}
组合问题:先物品,后容量
如果物品为{1,2,3},假如此时容量为5
只有物品1,用各个容量遍历,此时无论是什么容量的背包,都只能放入物品1
此时我们手拿着物品2,对于每一个容量,要么直接使用现在就装满的背包,要么找一个剩余容量为2的背包放入当前物品2
接着我们手拿着物品3,对于每一个容量,要么直接使用现在就装满的背包,要么找一个剩余容量为3的背包放入当前物品3
class Solution {
public:int climbStairs(int n) {vector<int> dp(n + 1, 0);dp[0] = 1;dp[1] = 1;for(int i = 2; i <= n; i++){dp[i] = dp[i - 2] + dp[i - 1]; // 要么爬1个台阶,要么2个台阶}return dp[n];}
};
三、背包装满的最大价值
474.一和零
class Solution {
public:// 01背包:逆序遍历// 组合问题:先物品、后容量int findMaxForm(vector<string>& strs, int m, int n) {vector<vector<int>> dp(m + 1, vector<int>(n + 1, 0)); // dp[i][j]:装满容量为ij背包的最大价值for(string& s : strs){int w0 = 0;int w1 = 0;for(char c : s){if(c == '0') w0++;else w1++;}// 每次循环计算出的dp[m][n]表示只有前几个物品可选时,所获得的最大价值for(int i = m; i >= w0; i--){for(int j = n; j >= w1; j--){dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - w0][j - w1] + 1); // 1表示价值}}}return dp[m][n];}
};
四、装满背包最小物品数
322. 零钱兑换
class Solution {
public:// 问装满背包需要最少的物品数int coinChange(vector<int>& coins, int amount) {// 完全背包:顺序遍历// 组合问题:先物品、后容量,装满就行,不在意装入的顺序int m = coins.size();int n = amount;// 凑成面值n,最多需要n个硬币,初始化为n + 1即可vector<int> dp(n + 1, n + 1); // dp[j]:装满容量为j的背包至少需要dp[j]个物品dp[0] = 0;for(int i = 0; i < m; i++){for(int j = coins[i]; j <= n; j++){// 装满容量为j的背包,要么直接用前面的物品装满,要么找一个剩余容量为coins[i]的背包放入coins[i]dp[j] = min(dp[j], dp[j - coins[i]] + 1); }}return dp[n] == n + 1 ? -1 : dp[n];}
};
279.完全平方数
class Solution {
public:// 物品为:[1,4,9,...]// 容量为n,问装满背包至少需要几个物品int numSquares(int n) {// 完全背包:顺序遍历// 组合问题:先物品、后容量vector<int> dp(n + 1, n);dp[0] = 0;for(int i = 1; i <= n / i; i++){for(int j = i * i; j <= n; j++){dp[j] = min(dp[j], dp[j - i * i] + 1);}}return dp[n];}
};