package chapter_4_recursionanddp;
public class Problem_04_CoinsWay {
public static int coins1(int[] arr, int aim) {
if (arr == null || arr.length == 0 || aim < 0) {
return 0;
}
return process1(arr, 0, aim);
}
public static int process1(int[] arr, int index, int aim) {
int res = 0;
if (index == arr.length) {
res = aim == 0 ? 1 : 0;
} else {
for (int i = 0; arr[index] * i <= aim; i++) {
res += process1(arr, index + 1, aim - arr[index] * i);
}
}
return res;
}
public static int coins2(int[] arr, int aim) {
if (arr == null || arr.length == 0 || aim < 0) {
return 0;
}
int[][] map = new int[arr.length + 1][aim + 1];
return process2(arr, 0, aim, map);
}
public static int process2(int[] arr, int index, int aim, int[][] map) {
int res = 0;
if (index == arr.length) {
res = aim == 0 ? 1 : 0;
} else {
int mapValue = 0;
for (int i = 0; arr[index] * i <= aim; i++) {
mapValue = map[index + 1][aim - arr[index] * i];
if (mapValue != 0) {
res += mapValue == -1 ? 0 : mapValue;
} else {
res += process2(arr, index + 1, aim - arr[index] * i, map);
}
}
}
map[index][aim] = res == 0 ? -1 : res;
return res;
}
public static int coins3(int[] arr, int aim) {
if (arr == null || arr.length == 0 || aim < 0) {
return 0;
}
int[][] dp = new int[arr.length][aim + 1];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
dp[i][0] = 1;
}
for (int j = 1; arr[0] * j <= aim; j++) {
dp[0][arr[0] * j] = 1;
}
int num = 0;
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
for (int j = 1; j <= aim; j++) {
num = 0;
for (int k = 0; j - arr[i] * k >= 0; k++) {
num += dp[i - 1][j - arr[i] * k];
}
dp[i][j] = num;
}
}
return dp[arr.length - 1][aim];
}
public static int coins4(int[] arr, int aim) {
if (arr == null || arr.length == 0 || aim < 0) {
return 0;
}
int[][] dp = new int[arr.length][aim + 1];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
dp[i][0] = 1;
}
for (int j = 1; arr[0] * j <= aim; j++) {
dp[0][arr[0] * j] = 1;
}
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
for (int j = 1; j <= aim; j++) {
dp[i][j] = dp[i - 1][j];
dp[i][j] += j - arr[i] >= 0 ? dp[i][j - arr[i]] : 0;
}
}
return dp[arr.length - 1][aim];
}
public static int coins5(int[] arr, int aim) {
if (arr == null || arr.length == 0 || aim < 0) {
return 0;
}
int[] dp = new int[aim + 1];
for (int j = 0; arr[0] * j <= aim; j++) {
dp[arr[0] * j] = 1;
}
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
for (int j = 1; j <= aim; j++) {
dp[j] += j - arr[i] >= 0 ? dp[j - arr[i]] : 0;
}
}
return dp[aim];
}
public static void main(String[] args) {
int[] coins = { 10, 5, 1, 25 };
int aim = 2000;
long start = 0;
long end = 0;
System.out.println("===========暴力递归的方法===========");
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println(coins1(coins, aim));
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("cost time : " + (end - start) + "(ms)");
aim = 20000;
System.out.println("===========记忆搜索的方法===========");
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println(coins2(coins, aim));
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("cost time : " + (end - start) + "(ms)");
System.out.println("=====动态规划O(N*(aim^2))的方法=====");
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println(coins3(coins, aim));
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("cost time : " + (end - start) + "(ms)");
System.out.println("=======动态规划O(N*aim)的方法=======");
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println(coins4(coins, aim));
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("cost time : " + (end - start) + "(ms)");
System.out.println("====动态规划O(N*aim)的方法+空间压缩===");
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println(coins5(coins, aim));
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("cost time : " + (end - start) + "(ms)");
}
}
Problem_04_CoinsWay
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