Leetcode - Coin Change

Leetcode - Coin Change_第1张图片

My code:

public class Solution {
    private int min = -1;
    public int coinChange(int[] coins, int amount) {
        if (coins == null || coins.length == 0 || amount < 0)
            return -1;
        else if (amount == 0)
            return 0;
        Arrays.sort(coins);
        int ret = helper(coins, amount, coins.length - 1, 0);
        return (ret == Integer.MAX_VALUE ? -1 : ret);
    }
    
    private int helper(int[] coins, int amount, int end, int counter) {
        if (amount == 0)
            return counter;
        else if (amount < 0)
            return Integer.MAX_VALUE;
        else if (end < 0)
            return Integer.MAX_VALUE;
        int contain = helper(coins, amount - coins[end], end, counter + 1); // contain coins[end]
        int miss = helper(coins, amount, end - 1, counter); // miss coins[end]
        return Math.min(contain, miss);
    }
}

这个解法是超时的。
采用了 backtracing 的思想,复杂度达到了惊人的 O(2 ^ n)
其实这道题目原型不就是 combination 吗?
combination 要求你返回所有组合,而这个,是让你返回所有组合中size最小的。
看了答案后,正确解法如下,

My code:

public class Solution {
    public int coinChange(int[] coins, int amount) {
        if (coins == null || coins.length == 0 || amount < 0)
            return 0;
        if (amount == 0)
            return 0;
        int[][] dp = new int[amount + 1][coins.length]; // for getting amount i, using coins[] from 0 to j, how many coins
        for (int i = 0; i < dp[0].length; i++)
            dp[0][i] = 0;
        for (int i = 1; i < dp.length; i++) {
            for (int j = 0; j < dp[0].length; j++) {
                int contain = -1;
                if (i - coins[j] >= 0)
                    contain = (dp[i - coins[j]][j] == -1 ? -1 : dp[i - coins[j]][j] + 1);
                int miss = -1;
                if (j >= 1)
                    miss = dp[i][j - 1];
                if (contain == -1 && miss == -1)
                    dp[i][j] = -1;
                else if (contain == -1 || miss == -1)
                    dp[i][j] = (contain == -1 ? miss : contain);
                else
                    dp[i][j] = Math.min(contain, miss);
            }
        }
        return dp[dp.length - 1][dp[0].length - 1];
    }
}

采用backtracking 的方法,为什么复杂度会那么高?
因为里面有大量的重复的case,一次次地被再次访问。

而使用了 dp, 将已经完成的结果全部存起来,下次要用的时候,直接访问,就可以了。不用再次推导。这也是dp的意义。
**
将已经获得的结果存起来,下次使用就不需要再花时间求了。避免了重复时间。
**

参考网页:
http://www.geeksforgeeks.org/dynamic-programming-set-7-coin-change/

另外,这道题目要求的是最小coins组合,返回个数。
也可以求,达到target的所有组合个数。这样, dp[i][j] 的含义,就是达到i,由coins[0] - [j],有多少种组合个数。 dp[0][j] = 1

也可以,再进一步,做成 combination.
Combination 复杂度是 O(2 ^ n)
而用这个dp,思路如下,
使用一个HashMap, key = i * row + j , which should be unique
value = its set for target.
那么,dp[i][j]时,
首先,
如果 dp[ i - coins[j] ] [j] = 0, 那么 (i, j) -> empty set
如果 dp[ i - coins[j] ] [j] > 0, 那么dp[i][j] = dp[ i - coins[j] ] [j] + 1,
然后,取出( ( i - coins[j] ) , j) 对应的set,深拷贝一份,插入 coins[ i ],
将整体插入到 (i, j) -> set 的HashMap 中。
我觉得是可行的。但可能会出现重复问题。

dp是个很大的问题,最近的理解在逐步加深。
去除掉重复情况,类似于一个HashMap

另外,HashSet, contains的复杂度,最坏情况可能是O(n)
HashSet 的底层是由 HashMap 实现的。

Anyway, Good luck, Richardo!

My code:

public class Solution {
    public int coinChange(int[] coins, int amount) {
        if (coins == null || coins.length == 0) {
            return -1;
        }
        if (amount == 0) {
            return 0;
        }
        
        Arrays.sort(coins);
        int[] dp = new int[amount + 1];
        for (int i = 0; i < coins.length; i++) {
            if (coins[i] <= amount) {
                dp[coins[i]] = 1;
            }
        }
        
        for (int i = 1; i <= amount; i++) {
            if (dp[i] != 0) {
                continue;
            }
            else {
                int j = coins.length - 1;
                int base = Integer.MAX_VALUE;
                for (; j >= 0; j--) {
                    if (coins[j] > i) {
                        continue;
                    }
                    else if (dp[i - coins[j]] == 0) {
                        continue;
                    }
                    else {
                        base = Math.min(base, 1 + dp[i - coins[j]]);
                    }
                }
                dp[i] = (base == Integer.MAX_VALUE ? 0 : base);
            }
        }
        
        return dp[amount] == 0 ? -1 : dp[amount];
    }
}

不知道为什么之前会用 二维DP来做?
这次做,直接就想到了一唯DP,并且写了出来,虽然提交了好几次。
这道题目和 perfect squares 很相似,都是用几个给定的数,来凑这个数,求最小的次数。
我的思路是,对于不能凑出来的,就让他的值保持0,
比如,
我们要凑一个 i
我们有 coins[],
那么 就
拿coins里面的一个个面值来试,
如果 dp[i - coins[i]] == 0, 那么就代表不能被凑出来,那么就换下一个面值。
如果可以被凑出来,求出最小的那个值。
dp[i] 表示的是, 凑钱到i需要的最少的个数。
O(amount * coins.length)
Anyway, Good luck, Richardo! -- 08/18/2016

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