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在面值为(v1, v2, …, vn)n种货币中,需要支付y值的货款,应如何支付才能使货币支付的张数最少。设计动态规划算法求解该问题
货币兑换问题可以看作是决策一个序列(v1, v2, …, vn),对任一变量vi的决策是决定ni=x还是ni=0。在对vi-1决策后,已确定了(v1, …, vi-1),在决策vi时,问题处于下列两种状态之一: (1)硬币面值vi超过要支付的面额pi,则ni=0, (2)硬币面值vi可以支付的要支付的面额pi ,则要考虑支付后是否可以使硬币的枚数减少(本题不考虑)
根据分析,完成货币兑付问题的代码,其中货币的个数为5,面值为1,2,5,7,9,需要支付的金额由用户输入。 ####代码:
#includeusing namespace std;#define M 5 //货币的种类数目#define N 1000 //最大的支付金额//定义存放动态规划子问题解的表格,M+1行N+1列 //每行每列都要多一个,因为要存放无解和无需支付的情况int a[M+1][N+1]; //取它们的最小值,谁有解取谁,如果都没有解,那么都是-1 ,返回谁都可以int min(int num1,int num2){ //都有解,选小的 if(num1!=-1 && num2!=-1) { if(num1 >n; int i,j; //初始化表格 for(i=0;i<=M;i++) a[i][0]=0; for(j=1;j<=n;j++) a[0][j]=-1; //1、开始求解,填写表格 for(i=1;i<=M;i++) //从下标都为1 开始 { for(j=1;j<=n;j++) { //1、判断支付金额是否大于等于当前硬币的面值,如果大于等于那么可以支付,否则为子问题的解 //2、如果可以支付,判断子问题的解 和 使用该面值后的 硬币数 谁少取谁 if(j>=money[i]) a[i][j]=min(a[i][j-money[i]]+1,a[i-1][j]); else a[i][j]=a[i-1][j]; } } //2、求选择硬币的个数 j=n; for(i=M;i>0;) { if(a[i][j]!=a[i-1][j]) { count[i]++; j-=money[i]; } else i--; } //3、输出二位表格 cout<<"\n1、动态规划求解‘找硬币个数’的表格:"< 0) { //判断sum是否等于输入的金额,如果等于了,那么就不用输出‘+’号了 sum+=money[i]*count[i]; if(sum!=n) cout< <<"*"< <<"+"; else cout< <<"*"<
这个问题的思想和0/1背包问题一样,利用二位数组将子问题的解保存下来,然后根据当前的状态来求解当前的解。 核心: 1、填写二位数组,判断当前位置需支付的金额是否大于硬币的价值,大于就使用该硬币支付,并判断子问题与新解哪个更优,取优值;否则就是上一行该列的值,即子问题的解。 2、求完二位数组后,要知道是使用那些硬币来支付的,这里与背包问题稍微有些不同,背包问题只用知道某件物品装或没装,而硬币问题还需要知道该枚硬币使用了几枚。所以我们定义整形的一维数组来标识该物品装入的数量即可,让它的初值为0,表示使用0枚,这样循环下来,使用过的硬币就不会是0,对应输出它的值就可以知道某枚硬币使用了几个。
动态规划法,让人觉得这是个‘聪明的算法’,让我感觉到了把人的思想写成了代码,因为它每次都是根据当前的状态来决定下一步该做什么决策。最经典的问题是“海盗分钻石”问题。
五个海盗抢了一百颗钻石,每颗都价值连城。五个海盗都很贪婪,他们都希望自己能分得最多的钻石,但同时又都很明智。于是他们按照抽签的方法排出一个次序。首先由抽到一号签的海盗说出一套分钻石的方案,如果5个人中有50%(以上)的人同意,那么便依照这个方案执行,否则的话,这个提出方案的人将被扔到海里喂鱼,接下来再由抽到二号签的海盗继续说出一套方案,然后依次类推到第五个。记住,五个海盗都很聪明哦!
答案:
第一个人:97,0,1,2,0 第二个人:98,0,1,1 第三个人:100,0,0