动态规划LeetCode-494.目标和
给你一个非负整数数组 nums
和一个整数 target
。
向数组中的每个整数前添加 '+'
或 '-'
,然后串联起所有整数,可以构造一个 表达式 :
- 例如,
nums = [2, 1]
,可以在2
之前添加'+'
,在1
之前添加'-'
,然后串联起来得到表达式"+2-1"
。
返回可以通过上述方法构造的、运算结果等于 target
的不同 表达式 的数目。
示例 1:
输入:nums = [1,1,1,1,1], target = 3 输出:5 解释:一共有 5 种方法让最终目标和为 3 。 -1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 3 +1 - 1 + 1 + 1 + 1 = 3 +1 + 1 - 1 + 1 + 1 = 3 +1 + 1 + 1 - 1 + 1 = 3 +1 + 1 + 1 + 1 - 1 = 3
示例 2:
输入:nums = [1], target = 1 输出:1
-
目标和问题属于计数型动态规划,需要计算满足条件的所有组合的数量。
-
01背包最优化问题(如最大价值、最小数量)属于最值型动态规划,需要比较不同选择的最优结果(如
max
或min
)。
递推公式差异:
-
最值型问题:
dp[j] = max/min(dp[j], dp[j - w] + v)
-
计数型问题:
dp[j] += dp[j - w]
(累加所有可能的选择)
这题依然是01背包问题,但是是01背包排列组合问题。因为每个物品(题目中的1)只用一次!这次和之前遇到的背包问题不一样了,之前都是求容量为j的背包,最多能装多少。本题则是装满有几种方法。其实这就是一个组合问题了。
这题有两个关键点,第一如何想到这题用动态规划01背包思想解决呢?第二求的背包容量是多少呢?
做这题之前我们可以先去做LeetCode-416.分割等和子集和LeetCode-1049.最后一块石头的重量Ⅱ,这几题都是01背包系列问题。
动态规划LeetCode-416.分割等和子集-CSDN博客
动态规划LeetCode-1049.最后一块石头的重量Ⅱ-CSDN博客
416和1049题我们把总和分成两个集合,把其中一个集合当作背包容量,求价值。此题题目说构造一个正负号,那我们可以分成一个正数集合一个负数集合,并求某一个集合的即可。那我们可以把dp[j]的含义表示为装满容量为j有dp[j]种方法。求出装满正数总和j有多少种方法,就是得出目标和了。那这样子我们就把它转化成了01背包问题。
那第二求的背包容量是多少呢?这里我们把正数集合为left,负数集合为right,注意我们并没有带入符号进去,只是把某些数分配到负数集合里,并没有带负号。得出以下关系:
所以所得出的整数集合总数即时我们要求的背包容量bagsize。
动规五部曲(dp含义、递推公式、初始化、遍历顺序、打印数组)
dp含义:dp[j]表示为装满容量为j有dp[j]种方法。
递推公式:
01背包排列组合问题的递推公式为:dp[j] += dp[j-nums[i]];
为什么用 +=
?
对于每个数字 nums[i]
,我们需要统计以下两种情况的组合数之和:
-
不选
nums[i]
:组合数保持为dp[j]
(不改变当前容量j
的组合数)。 -
选
nums[i]
:组合数增加dp[j - nums[i]]
(当前容量j
的组合数,加上未选nums[i]
时容量为j - nums[i]
的组合数)。
因此,递推公式为:
dp[j] = dp[j] + dp[j - nums[i]] # 即 dp[j] += dp[j - nums[i]]
这表示当前容量 j
的总组合数等于:
-
之前不选
nums[i]
时的组合数(dp[j]
),加上 -
选
nums[i]
后新增的组合数(dp[j - nums[i]]
)。
使用+=
是因为需要累加所有可能的组合方式,而 dp[j - nums[i]] 表示未选当前数字时的组合数。
初始化:
memset(dp,0,sizeof(dp));全部初始为0,后面再重新初始dp[0],其他下标由dp[0]推导得。
dp[0]=1 凑成和为 0 的方法数为 1(不选择任何数字)
遍历顺序:
这里是用一维滚动数组来解决,所以物品遍历的for循环放在外层,遍历背包的for循环放在内层,然后题目说物品i只能放一次,所以且内层for循环倒序遍历!
因为倒序遍历是为了保证物品i只被放入一次!。但如果一旦正序遍历了,那么物品0就会被重复加入多次!
打印数组:当遇到疑惑或者提交错误时,打印数组出来比较快速的看看哪一步有错。
以下是我在力扣c语言提交的代码,仅供参考:
一维滚动数组:
int findTargetSumWays(int* nums, int numsSize, int target) {
int sum = 0;
for(int i = 0;i<numsSize;i++)
{
sum += nums[i];
}
// 如果 (target + sum) 是奇数,或者 abs(target) > sum,直接返回 0
if ((target + sum) % 2 != 0 || abs(target) > sum) {
return 0;
}
int bagsize = (target + sum) / 2;
int dp[bagsize+1];
// 初始化 dp 数组
memset(dp,0,sizeof(dp));
// 凑成和为 0 的方法数为 1(不选择任何数字)
dp[0] = 1;
for(int i = 0;i<numsSize;i++)
{
for(int j = bagsize;j>=nums[i];j--)
{
//01背包计数型动态规划问题一维滚动数组递推公式
dp[j] += dp[j-nums[i]];
}
}
return dp[bagsize];
}