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Coin Change

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/**
 * @params {Array} coins
 * @params {Number} amount
 */
export const change = (coins, amount) => {
  // Create and initialize the storage
  const combinations = new Array(amount + 1).fill(0)
  combinations[0] = 1
  // Determine the direction of smallest sub-problem
  for (let i = 0; i < coins.length; i++) {
    // Travel and fill the combinations array
    for (let j = coins[i]; j < combinations.length; j++) {
      combinations[j] += combinations[j - coins[i]]
    }
  }
  return combinations[amount]
}
/**
 * @params {Array} coins
 * @params {Number} amount
 */
export const coinChangeMin = (coins, amount) => {
  const map = { 0: 1 }
  for (let i = 1; i <= amount; i++) {
    let min = Infinity
    for (const coin of coins) {
      if (i < coin) continue
      min = Math.min(min, 1 + map[i - coin])
    }
    map[i] = min
  }
  return map[amount] === Infinity ? -1 : map[amount] - 1
}
Acerca de este algoritmo

Declaración de problema

Dado un valor N, si queremos hacer un cambio para los centavos N, y tenemos una oferta infinita de cada una de las monedas valoradas S = {S1, S2, .. , Sm}, ¿cuántas maneras podemos hacer el cambio? El orden de las monedas no importa.

Enfoque

Deje que el dp[i] sea la longitud del cambio de moneda del prefijo N[1..i]. Nuestra respuesta es dp[N]. Llenamos dp[0] como 1 porque sólo hay una manera de conseguir 0 monedas (No recogemos monedas).

Ahora vamos a tratar de calcular dp[i] para cualquier i. dp[0..i] almacenará cada sub-problema de 0 a N. Es por eso que la respuesta será dp[N]. En primer lugar, necesitamos iterar cada tipo de moneda para elegirlos uno por uno. Luego iteramos los sub problemas de la moneda actual que recogemos antes a los centavos N. Es por eso que debemos hacer la tabla dp con columnas N.

Estos son los códigos para el algoritmo coin change:

    para coin_val en S:
        para i en rango (coin_val, n + 1):
            dp[i] += dp[i - coin_val]

En la segunda iteración, por cada centavo que se puede intercambiar, lo tomamos restando la columna enésima por el valor de la moneda que tomamos y añadiéndolo a la columna actual. Así que dp[i] almacenará el sub problema actual.

Complejidad temporal

O(N * S) - en cualquier caso

Complejidad espacial

O(N) - implementación simple. Sólo necesitamos arreglos de discos 1D para almacenar la respuesta.

Ejemplo

Digamos que tenemos 3 tipos de monedas [1,2,3], y queremos cambiarlas por 7 centavos. Así que definiremos nuestra mesa así:

[1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

0ª columna almacenará 1, ya que sólo hay una manera de obtener 0 centavos.

  • Para la primera iteración, tomamos una moneda que tiene un valor de 1. Entonces para todos los sub problemas, sólo hay una manera de hacer el cambio. Por 7 céntimos, la única vía es {1,1,1,1,1,1,1}. En la iteración final, nuestra mesa es como esta:
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
  • Para la segunda iteración, tomamos una moneda que tiene un valor de 2. A partir de aquí, todos los sub problemas que se pueden dividir por 2 almacenarán otra nueva forma de hacer un cambio. Por lo tanto, cuando la iteración se detuvo en la 2ª columna será como dp[2] += dp[0]. Sabemos que dp[0] almacenaba un valor de 1. Por lo tanto, dp[2] almacenará el valor de 1 + 1 = 2. Desde aquí sabemos que por 2 centavos, hay 2 maneras {1,1} y {2}. Y esta operación continuará. Ahora nuestra mesa es como esta:
[1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4]

4 maneras de ganar 7 centavos usando el valor de 1 y 2. {{1,1,1,1,1,1,1}, {1,1,1,1,1,2}, {1,1,1,2,2}, {1,2,2,2}}

  • Para la iteración final (3ª iteración), tomamos una moneda que tiene un valor de 3. Como antes, ahora todas las columnas que se pueden vided por 3 almacenarán otra nueva manera. Y el resultado final, será así:
[1, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8]

Así que la respuesta final es 8. 8 maneras de hacer un cambio de 7 centavos usando todos los tipos de monedas. {{1,1,1,1,1,1,1}, {1,1,1,1,1,2}, {1,1,1,2,2}, {1,2,2,2}, {1,1,1,1,3}, {1,3,3}, {2,2,3}, {1,1,2,3}}

Enlace de implementación de código

Vídeo de explicación

Formas únicas totales de hacer el cambio de espaldas a espaldas SWE