贪心算法
在处理一个较为复杂的问题时,划分为若干个小问题,在每一次进行选择时,都作出当前子问题的最优解,并认为子问题合并后的整体也达到了最优解或者近似最优解。
步骤:
(1)建立数学模型来描述问题。
(2)把求解的问题分成若干个子问题。
(3)对每一子问题求解,得到子问题的局部最优解。
(4)把子问题的局部最优解合成原来问题的一个解。
示例
题目描述:
小明手中有 1,5,10,50,100 五种面额的纸币,每种纸币对应张数分别为 5,2,2,3,5 张。若小明需要支付 456 元,则需要多少张纸币?
题目分析
(1)建立数学模型
设小明每次选择纸币面额为 Xi ,需要的纸币张数为 n 张,剩余待支付金额为 V ,则有:
X1 + X2 + … + Xn = 456.
(2)问题拆分为子问题
小明选择纸币进行支付的过程,可以划分为 n 个子问题:即每个子问题对应为:
在未超过 456 的前提下,在剩余的纸币中选择一张纸币。
(3)制定贪心策略,求解子问题
制定的贪心策略为:在允许的条件下选择面额最大的纸币。则整个求解过程如下:
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选取面值为 100 的纸币,则 X1 = 100, V = 456 - 100 = 356;
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继续选取面值为 100 的纸币,则 X2 = 100, V = 356 - 100 = 256;
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继续选取面值为 100 的纸币,则 X3 = 100, V = 256 - 100 = 156;
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继续选取面值为 100 的纸币,则 X4 = 100, V = 156 - 100 = 56;
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选取面值为 50 的纸币,则 X5 = 50, V = 56 - 50 = 6;
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选取面值为 5 的纸币,则 X6 = 5, V = 6 - 5 = 1;
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选取面值为 1 的纸币,则 X7 = 1, V = 1 - 1 = 0;求解结束
(4)将所有解元素合并为原问题的解
小明需要支付的纸币张数为 7 张,其中面值 100 元的 4 张,50 元 1 张,5 元 1 张,1 元 1 张。
代码实现
const int N = 5; int Count[N] = {5,2,2,3,5};//每一张纸币的数量 int Value[N] = {1,5,10,50,100}; int solve(int money) { int num = 0; for(int i = N-1;i>=0;i--) { int c = min(money/Value[i],Count[i]);//每一个所需要的张数 money = money-c*Value[i]; num += c;//总张数 } if(money>0) num=-1; return num; }