题意:
有数码 各无限个,消耗一个数码 需要的代价为 ,现有大小为 的可消耗代价,问可以凑成的最大数字为多少?
解法一(完全背包):
注意到每个数码可以用一次和多次,使用数码需要消耗一定的代价,这显然是一个变形的完全背包问题。
现在需要解决的是,有一个数字字符串 ,要将数码 插入到数字字符串 中,怎样可以让结果最大?
我们记使得结果最大的数字字符串为 。
我们知道,在长度相同的情况下,高位的数码越大可以使得整个数字字符串越大,那么我们容易设计出如下算法:
从高位到低位遍历数字字符串 ,若数码 大于等于当前遍历到的数码,则将数码 插入到当前位置。
例如,原本的数字字符串为:
若我们要将数码插入到数字字符串中,
则我们会插入到如下位置:
显然有: ,由于数码消耗的代价都为非负整数,那么我们可以采用滚动数组优化掉第一维空间,即:
代码:
class Solution { public: string buyNumber(int n, vector<int>& a) { string* f=new string[n+1];// 动态申请内存 for(int i=1;i<=9;i++){//数码1~9 for(int j=a[i-1];j<=n;j++){//背包容量为j string t=f[j-a[i-1]]; int k=0;//k为插入位置 for(;k<t.size();k++){ if(i>=t[k]-'0')break; } if(k==t.size()){//插到末尾 t.push_back(i+'0'); //数字字符串比较大小 if(t.size()>f[j].size()||(t.size()==f[j].size()&&t>f[j])){ f[j]=t; } }else{//插到中间 string x=t.substr(0,k); x.push_back(i+'0'); x+=t.substr(k,t.size()-k); //数字字符串比较大小 if(x.size()>f[j].size()||(x.size()==f[j].size()&&x>f[j])){ f[j]=x; } } } } if(f[n].size()==0)return "-1"; return f[n]; } };
时间复杂度: ,状态转移外面两层循环是 的,最内部的循环复杂度与字符串长度有关, 最坏情况字符串长度为 ,即 ,故总的时间复杂度为
空间复杂度: ,字符串数组长度是 的,根据上述,最坏情况字符串长度为 ,故总的空间复杂度为
解法二(贪心):
显然,有如下两点结论:
- 数字字符串位数越多,所表示的数字越大
- 在数字字符串位数相同的情况下,越高位的数字越大,所表示的数字越大
那么,我们可以首先求出已有的费用 最多可以表示的数位位数。
然后我们可以尝试从高位到低位,从大数码到小数码替换掉当前数字字符串中的数位。
代码:
class Solution { public: string buyNumber(int n, vector<int>& a) { int t=1;//t为使得数字字符串数位最多的数码 for(int i=2;i<=9;i++){ if(n/a[i-1]>n/a[t-1]){ t=i; } } string ans(n/a[t-1],t);//初始化数字字符串的数码全部为t for(int i=0,sz=n/a[t-1];i<sz;i++){ n-=a[t-1];//记录消耗的费用 } int idx=8;//从数码9开始(这边对应a中的下标为8) for(int i=0;i<ans.size();i++){ while(idx+1>ans[i]&&n+a[ans[i]-1]<a[idx]){ //替换掉的数码一定要大于当前数码,否则没有意义,并且剩余的费用+退还数码的费用需要能够买下当前数码 idx--; } if(idx+1>ans[i]){ n=n+a[ans[i]-1]-a[idx]; ans[i]=idx+1; }else{ break; } } if(ans.size()==0)return "-1"; for(int i=0;i<ans.size();i++){ ans[i]+='0'; } return ans; } };
时间复杂度: ,主循环过程中,实际上是利用总费用不断地购买数码,因此 实际上是不断减小的,每次购买的代价为 ,故总的时间复杂度为
空间复杂度: ,这边空间复杂度依赖于答案字符串的长度,数位最多为 ,故空间复杂度为