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Leetcode打卡：设计一个ATM机器

article 2025/1/7 17:13:50

执行结果：通过

题目 2241 设计一个ATM机器

一个 ATM 机器，存有 5 种面值的钞票：20 ，50 ，100 ，200 和 500 美元。初始时，ATM 机是空的。用户可以用它存或者取任意数目的钱。

取款时，机器会优先取较大数额的钱。

比方说，你想取 $300 ，并且机器里有 2 张 $50 的钞票，1 张 $100 的钞票和1 张 $200 的钞票，那么机器会取出 $100 和 $200 的钞票。
但是，如果你想取 $600 ，机器里有 3 张 $200 的钞票和1 张 $500 的钞票，那么取款请求会被拒绝，因为机器会先取出 $500 的钞票，然后无法取出剩余的 $100 。注意，因为有 $500 钞票的存在，机器不能取 $200 的钞票。

请你实现 ATM 类：

ATM() 初始化 ATM 对象。
void deposit(int[] banknotesCount) 分别存入 $20 ，$50，$100，$200 和 $500 钞票的数目。
int[] withdraw(int amount) 返回一个长度为 5 的数组，分别表示 $20 ，$50，$100 ，$200 和 $500 钞票的数目，并且更新 ATM 机里取款后钞票的剩余数量。如果无法取出指定数额的钱，请返回 [-1] （这种情况下不取出任何钞票）。

示例 1：

输入：
["ATM", "deposit", "withdraw", "deposit", "withdraw", "withdraw"]
[[], [[0,0,1,2,1]], [600], [[0,1,0,1,1]], [600], [550]]
输出：
[null, null, [0,0,1,0,1], null, [-1], [0,1,0,0,1]]

解释：
ATM atm = new ATM();
atm.deposit([0,0,1,2,1]); // 存入 1 张 $100 ，2 张 $200 和 1 张 $500 的钞票。
atm.withdraw(600);        // 返回 [0,0,1,0,1] 。机器返回 1 张 $100 和 1 张 $500 的钞票。机器里剩余钞票的数量为 [0,0,0,2,0] 。
atm.deposit([0,1,0,1,1]); // 存入 1 张 $50 ，1 张 $200 和 1 张 $500 的钞票。
                          // 机器中剩余钞票数量为 [0,1,0,3,1] 。
atm.withdraw(600);        // 返回 [-1] 。机器会尝试取出 $500 的钞票，然后无法得到剩余的 $100 ，所以取款请求会被拒绝。
                          // 由于请求被拒绝，机器中钞票的数量不会发生改变。
atm.withdraw(550);        // 返回 [0,1,0,0,1] ，机器会返回 1 张 $50 的钞票和 1 张 $500 的钞票。

提示：

banknotesCount.length == 5
0 <= banknotesCount[i] <= 109
1 <= amount <= 109
总共最多有 5000 次 withdraw 和 deposit 的调用。
函数 withdraw 和 deposit 至少各有一次调用。

代码以及解题思路

代码

class ATM:

    def __init__(self):
        self.d = [20, 50, 100, 200, 500]
        self.m = len(self.d)
        self.cnt = [0] * self.m


    def deposit(self, banknotesCount: List[int]) -> None:
        for i, x in enumerate(banknotesCount):
            self.cnt[i] += x

    def withdraw(self, amount: int) -> List[int]:
        ans = [0] * self.m
        for i in reversed(range(self.m)):
            ans[i] = min(amount // self.d[i], self.cnt[i])
            amount -= ans[i] * self.d[i]
        if amount > 0:
            return [-1]
        for i, x in enumerate(ans):
            self.cnt[i] -= x
        return ans

解题思路：

类定义和初始化

ATM 类有三个属性：
- d：一个列表，存储ATM机支持的钞票面额，按从小到大的顺序排列。
- m：钞票面额的数量。
- cnt：一个列表，存储每种面额的钞票数量，初始化为0。

存款方法 `deposit`

输入参数 banknotesCount 是一个列表，表示用户存入的每种面额钞票的数量。
方法遍历 banknotesCount 列表，将每种面额的钞票数量加到 cnt 列表的对应位置。

取款方法 `withdraw`

输入参数 amount 是一个整数，表示用户希望取出的总金额。
方法返回一个列表，表示为了凑出 amount 金额，ATM机应该支付的每种面额的钞票数量。如果无法凑出 amount 金额，则返回 [-1]。

取款方法的实现步骤如下：

初始化一个与 cnt 列表长度相同的列表 ans，用于存储每种面额钞票的支付数量，初始化为0。
从最大面额的钞票开始遍历（使用 reversed(range(self.m))），对于每种面额：
- 计算可以支付的最大数量，即用户请求的金额 amount 除以当前面额 self.d[i]，与当前面额钞票的库存数量 self.cnt[i] 中的较小值。
- 更新 ans[i] 为计算出的支付数量。
- 更新 amount 为剩余需要支付的金额，即 amount 减去已支付的金额 ans[i] * self.d[i]。
如果遍历完所有面额后，amount 仍然大于0，表示无法凑出用户请求的金额，返回 [-1]。
如果可以凑出用户请求的金额，遍历 ans 列表，更新 cnt 列表，减去已支付的每种面额钞票的数量。
返回 ans 列表，表示支付的每种面额钞票的数量。