LeetCode刷题复盘条记—一文搞懂完全背包之377. 组合总和 Ⅳ题目(动态规划 ...

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今日重要总结一下动态规划完全背包的一道标题,377. 组合总和 Ⅳ
标题:377. 组合总和 Ⅳ

Leetcode标题地点
标题描述:
给你一个由 不同 整数组成的数组 nums ,和一个目标整数 target 。请你从 nums 中找出并返回总和为 target 的元素组合的个数。
标题数据包管答案符合 32 位整数范围。
示例 1:
输入:nums = [1,2,3], target = 4
输出:7
表明:
所有大概的组合为:
(1, 1, 1, 1)
(1, 1, 2)
(1, 2, 1)
(1, 3)
(2, 1, 1)
(2, 2)
(3, 1)
请注意,次序不同的序列被视作不同的组合。
示例 2:
输入:nums = [9], target = 3
输出:0
提示:
1 <= nums.length <= 200
1 <= nums <= 1000
nums 中的所有元素 互不相同
1 <= target <= 1000
本题重难点

这是一道典型的背包题目,本题给定的数组内里的元素可以重复取,以是这是一个完全背包。
本题标题描述说是求组合,但又说是可以元素相同次序不同的组合算两个组合,其实就是求排列!
弄清什么是组合,什么是排列很重要。
组合不夸大次序,(1,5)和(5,1)是同一个组合。
排列夸大次序,(1,5)和(5,1)是两个不同的排列。
但其本质是本题求的是排列总和,而且仅仅是求排列总和的个数,并不是把所有的排列都列出来。
假如本题要把排列都列出来的话,只能使用回溯算法爆搜。
动规五部曲分析如下:

  • 确定dp数组以及下标的寄义
    dp: 凑成目标正整数为i的排列个数为dp
  • 确定递推公式
    dp(考虑nums[j])可以由 dp[i - nums[j]](不考虑nums[j]) 推导出来。
    由于只要得到nums[j],排列个数dp[i - nums[j]],就是dp的一部分。
    在一文搞懂0 - 1背包之494. 目标和题目和 一文搞懂完全背包之518. 零钱兑换 II题目中我们已经讲过了,求装满背包有几种方法,递推公式一般都是dp += dp[i - nums[j]];
    本题也一样。
  • dp数组如何初始化
    由于递推公式dp += dp[i - nums[j]]的缘故,dp[0]要初始化为1,这样递归其他dp的时候才会有数值基础。
    至于dp[0] = 1 有没有意义呢?
    其实没有意义,以是我也不去强行表明它的意义了,由于标题中也说了:给定目标值是正整数! 以是dp[0] = 1是没有意义的,仅仅是为了推导递推公式。
    至于非0下标的dp应该初始为多少呢?
    初始化为0,这样才不会影响dp累加所有的dp[i - nums[j]]。
  • 确定遍历次序
    个数可以不限使用,说明这是一个完全背包。
    得到的聚集是排列,说明需要考虑元素之间的次序。
    本题要求的是排列,那么这个for循环嵌套的次序可以有说法了。
    在一文搞懂完全背包之518. 零钱兑换 II题目中就已经讲过了。
    假如求组合数就是外层for循环遍历物品,内层for遍历背包。
    假如求排列数就是外层for遍历背包,内层for循环遍历物品。
    假如把遍历nums(物品)放在外循环,遍历target的作为内循环的话,举一个例子:计算dp[4]的时候,结果集只有 {1,3} 这样的聚集,不会有{3,1}这样的聚集,由于nums遍历放在外层,3只能出如今1后面!
    以是本题遍历次序最终遍历次序:target(背包)放在外循环,将nums(物品)放在内循环,内循环从前到后遍历。
  • 举例来推导dp数组
   我们再来用示例中的例子推导一下: 在这里插入图片描述:

  C++代码

  1. class Solution {
  2. public:
  3.     int combinationSum4(vector<int>& nums, int target) {
  4.         vector<int>dp(target + 1, 0);
  5.         dp[0] = 1;
  6.         for(int i = 0; i <= target; i++){
  7.             for(int j = 0; j < nums.size(); j++){
  8.                 if(i - nums[j] >= 0 && dp[i] < INT_MAX - dp[i - nums[j]] ){
  9.                     dp[i] += dp[i - nums[j]];
  10.                 }
  11.             }
  12.         }
  13.         return dp[target];
  14.     }
  15. };
复制代码
C++测试用例有两个数相加凌驾int的数据,以是需要在if里加上
dp < INT_MAX - dp[i - num]。

总结

动态规划
英文:Dynamic Programming,简称DP,假如某一题目有很多重叠子题目,使用动态规划是最有用的。
动态规划中每一个状态一定是由上一个状态推导出来的,这一点就区分于贪婪,贪婪没有状态推导,而是从局部直接选最优的
对于动态规划题目,可以拆解为如下五步曲,这五步都搞清晰了,才能说把动态规划真的掌握了!
   

  • 确定dp数组(dp table)以及下标的寄义
  • 确定递推公式
  • dp数组如何初始化
  • 确定遍历次序
  • 举例推导dp数组
  这篇文章重要总结了一些动态规划办理518. 零钱兑换 II题目,依然是使用动规五部曲,做每道动态规划标题这五步都要弄清晰才能更清晰的明白标题!
求装满背包有几种方法,递归公式都是一样的,没有什么差别,我们在一文搞懂0 - 1背包之494. 目标和题目中就已经讲过了
  1. dp[j] += dp[j - nums[i]];
复制代码
本题的难点重要在于遍历次序!
在求装满背包有几种方案的时候,认清遍历次序是非常关键的。


  • 假如求组合数就是外层for循环遍历物品,内层for遍历背包。(也就是0-1背包一维dp数组常用写法)
  • 假如求排列数就是外层for遍历背包,内层for循环遍历物品。
本题与一文搞懂完全背包之518. 零钱兑换 II题目就是一个鲜明的对比,一个是求排列,一个是求组合,遍历次序完全不同。
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