Comment trouver toutes les combinaisons de pièces quand on leur donne une valeur en dollars
J'ai trouvé un morceau de code que j'ai écrit pour la préparation d'une interview il y a quelques mois.
Selon le commentaire que j'ai eu, il essayait de résoudre ce problème:
Étant donné la valeur en cents des cents (par exemple 200 = 2 dollars, 1000 = 10 dollars), trouvez toutes les combinaisons de pièces qui constituent la valeur en dollars. Seuls les centimes (1 ¢), les nickels (5 ¢), les dix cents (10 ¢) et les quarts (25 ¢) sont autorisés.
Par exemple, si 100 a été donné, la réponse devrait être:
4 quarter(s) 0 dime(s) 0 nickel(s) 0 pennies
3 quarter(s) 1 dime(s) 0 nickel(s) 15 pennies
etc.
Je crois que cela peut être résolu de manière à la fois itérative et récursive. Ma solution récursive est assez boguée et je me demandais comment d’autres personnes pourraient résoudre ce problème. La partie difficile de ce problème était de le rendre aussi efficace que possible.
J'ai examiné cette question il y a longtemps, et vous pouvez lire mon petite note à ce sujet . Voici le source Mathematica .
En utilisant des fonctions génératrices, vous pouvez obtenir une solution du problème à temps constant et sous forme fermée. Graham, Knuth et Patashnik Concrete Mathematics est le livre sur ce sujet et contient une discussion assez approfondie du problème. Vous définissez essentiellement un polynôme où le n ème coefficient est le nombre de façons d’apporter des modifications pour n dollars.
Les pages 4 à 5 de l’écriture montrent comment utiliser Mathematica (ou tout autre système de calcul algébrique commode) pour calculer la réponse pour 10 ^ 10 ^ 6 dollars en quelques secondes en trois lignes de code.
(Et cela faisait assez longtemps, c’est deux secondes sur un Pentium à 75 MHz ...)
Note: Cela ne montre que le nombre de façons.
Fonction Scala:
def countChange(money: Int, coins: List[Int]): Int =
if (money == 0) 1
else if (coins.isEmpty || money < 0) 0
else countChange(money - coins.head, coins) + countChange(money, coins.tail)
Je préférerais une solution récursive. Vous avez une liste de dénominations, si la plus petite peut diviser également le montant en devise restant, cela devrait fonctionner correctement.
Fondamentalement, vous passez des dénominations les plus grandes aux plus petites.
Récursivement,
- Vous avez un total actuel à remplir et une plus grande dénomination (il en reste plus d’un). S'il ne reste qu'une seule dénomination, il n'y a qu'une seule façon de remplir le total. Vous pouvez utiliser de 0 à k copies de votre dénomination actuelle de telle sorte que k * cur dénomination <= total.
- Pour les valeurs 0 à k, appelez la fonction avec le total modifié et la nouvelle plus grande dénomination.
- Additionnez les résultats de 0 à k. Voilà comment vous pouvez remplir votre total de la dénomination actuelle. Renvoie ce numéro.
Voici ma version python de votre problème énoncé, pour 200 cents. Je reçois 1463 façons. Cette version affiche toutes les combinaisons et le total final.
#!/usr/bin/python
# find the number of ways to reach a total with the given number of combinations
cents = 200
denominations = [25, 10, 5, 1]
names = {25: "quarter(s)", 10: "dime(s)", 5 : "nickel(s)", 1 : "pennies"}
def count_combs(left, i, comb, add):
if add: comb.append(add)
if left == 0 or (i+1) == len(denominations):
if (i+1) == len(denominations) and left > 0:
if left % denominations[i]:
return 0
comb.append( (left/denominations[i], demoninations[i]) )
i += 1
while i < len(denominations):
comb.append( (0, denominations[i]) )
i += 1
print(" ".join("%d %s" % (n,names[c]) for (n,c) in comb))
return 1
cur = denominations[i]
return sum(count_combs(left-x*cur, i+1, comb[:], (x,cur)) for x in range(0, int(left/cur)+1))
count_combs(cents, 0, [], None)
Fonction Scala:
def countChange(money: Int, coins: List[Int]): Int = {
def loop(money: Int, lcoins: List[Int], count: Int): Int = {
// if there are no more coins or if we run out of money ... return 0
if ( lcoins.isEmpty || money < 0) 0
else{
if (money == 0 ) count + 1
/* if the recursive subtraction leads to 0 money left - a prefect division hence return count +1 */
else
/* keep iterating ... sum over money and the rest of the coins and money - the first item and the full set of coins left*/
loop(money, lcoins.tail,count) + loop(money - lcoins.head,lcoins, count)
}
}
val x = loop(money, coins, 0)
Console println x
x
}
Voici un code C++ absolument simple pour résoudre le problème qui demandait que toutes les combinaisons soient affichées.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc != 2)
{
printf("usage: change amount-in-cents\n");
return 1;
}
int total = atoi(argv[1]);
printf("quarter\tdime\tnickle\tpenny\tto make %d\n", total);
int combos = 0;
for (int q = 0; q <= total / 25; q++)
{
int total_less_q = total - q * 25;
for (int d = 0; d <= total_less_q / 10; d++)
{
int total_less_q_d = total_less_q - d * 10;
for (int n = 0; n <= total_less_q_d / 5; n++)
{
int p = total_less_q_d - n * 5;
printf("%d\t%d\t%d\t%d\n", q, d, n, p);
combos++;
}
}
}
printf("%d combinations\n", combos);
return 0;
}
Mais je suis assez intrigué par le sous-problème du calcul du nombre de combinaisons. Je soupçonne qu'il existe une équation fermée pour cela.
C'est une question très ancienne, mais j'ai trouvé une solution récursive dans Java qui semblait plus petite que toutes les autres, alors allez-y -
public static void printAll(int ind, int[] denom,int N,int[] vals){
if(N==0){
System.out.println(Arrays.toString(vals));
return;
}
if(ind == (denom.length))return;
int currdenom = denom[ind];
for(int i=0;i<=(N/currdenom);i++){
vals[ind] = i;
printAll(ind+1,denom,N-i*currdenom,vals);
}
}
Améliorations:
public static void printAllCents(int ind, int[] denom,int N,int[] vals){
if(N==0){
if(ind < denom.length) {
for(int i=ind;i<denom.length;i++)
vals[i] = 0;
}
System.out.println(Arrays.toString(vals));
return;
}
if(ind == (denom.length)) {
vals[ind-1] = 0;
return;
}
int currdenom = denom[ind];
for(int i=0;i<=(N/currdenom);i++){
vals[ind] = i;
printAllCents(ind+1,denom,N-i*currdenom,vals);
}
}
Le code utilise Java pour résoudre ce problème et cela fonctionne également ... Cette méthode n'est peut-être pas une bonne idée en raison du trop grand nombre de boucles, mais c'est vraiment un moyen simple.
public class RepresentCents {
public static int sum(int n) {
int count = 0;
for (int i = 0; i <= n / 25; i++) {
for (int j = 0; j <= n / 10; j++) {
for (int k = 0; k <= n / 5; k++) {
for (int l = 0; l <= n; l++) {
int v = i * 25 + j * 10 + k * 5 + l;
if (v == n) {
count++;
} else if (v > n) {
break;
}
}
}
}
}
return count;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(sum(100));
}
}
Le sous-problème est un problème typique de programmation dynamique.
/* Q: Given some dollar value in cents (e.g. 200 = 2 dollars, 1000 = 10 dollars),
find the number of combinations of coins that make up the dollar value.
There are only penny, nickel, dime, and quarter.
(quarter = 25 cents, dime = 10 cents, nickel = 5 cents, penny = 1 cent) */
/* A:
Reference: http://andrew.neitsch.ca/publications/m496pres1.nb.pdf
f(n, k): number of ways of making change for n cents, using only the first
k+1 types of coins.
+- 0, n < 0 || k < 0
f(n, k) = |- 1, n == 0
+- f(n, k-1) + f(n-C[k], k), else
*/
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int C[] = {1, 5, 10, 25};
// Recursive: very slow, O(2^n)
int f(int n, int k)
{
if (n < 0 || k < 0)
return 0;
if (n == 0)
return 1;
return f(n, k-1) + f(n-C[k], k);
}
// Non-recursive: fast, but still O(nk)
int f_NonRec(int n, int k)
{
vector<vector<int> > table(n+1, vector<int>(k+1, 1));
for (int i = 0; i <= n; ++i)
{
for (int j = 0; j <= k; ++j)
{
if (i < 0 || j < 0) // Impossible, for illustration purpose
{
table[i][j] = 0;
}
else if (i == 0 || j == 0) // Very Important
{
table[i][j] = 1;
}
else
{
// The recursion. Be careful with the vector boundary
table[i][j] = table[i][j-1] +
(i < C[j] ? 0 : table[i-C[j]][j]);
}
}
}
return table[n][k];
}
int main()
{
cout << f(100, 3) << ", " << f_NonRec(100, 3) << endl;
cout << f(200, 3) << ", " << f_NonRec(200, 3) << endl;
cout << f(1000, 3) << ", " << f_NonRec(1000, 3) << endl;
return 0;
}
Soit C (i, J) l’ensemble des combinaisons permettant d’obtenir i cents en utilisant les valeurs de l’ensemble J.
Vous pouvez définir C comme cela:
(first (J) prend de manière déterministe un élément d'un ensemble)
Cela s'avère être une fonction assez récursive ... et raisonnablement efficace si vous utilisez la mémoisation;)
semi-bidouille pour résoudre le problème de combinaison unique - ordre décroissant de force:
$ denoms = [1,5,10,25]
def all_combs (sum, last)
renvoie 1 si somme == 0
renvoie $ denoms.select {| d | d & le sum && d & le dernier} .inject (0) {| total, denom |
total + all_combs (sum-denom, denom)}
end
Cela fonctionnera lentement car il ne sera pas mémoisé, mais vous avez l’idée.
# short and sweet with O(n) table memory
#include <iostream>
#include <vector>
int count( std::vector<int> s, int n )
{
std::vector<int> table(n+1,0);
table[0] = 1;
for ( auto& k : s )
for(int j=k; j<=n; ++j)
table[j] += table[j-k];
return table[n];
}
int main()
{
std::cout << count({25, 10, 5, 1}, 100) << std::endl;
return 0;
}
var countChange = function (money,coins) {
function countChangeSub(money,coins,n) {
if(money==0) return 1;
if(money<0 || coins.length ==n) return 0;
return countChangeSub(money-coins[n],coins,n) + countChangeSub(money,coins,n+1);
}
return countChangeSub(money,coins,0);
}
Ceci est ma réponse en Python. Il n'utilise pas de récursivité:
def crossprod (list1, list2):
output = 0
for i in range(0,len(list1)):
output += list1[i]*list2[i]
return output
def breakit(target, coins):
coinslimit = [(target / coins[i]) for i in range(0,len(coins))]
count = 0
temp = []
for i in range(0,len(coins)):
temp.append([j for j in range(0,coinslimit[i]+1)])
r=[[]]
for x in temp:
t = []
for y in x:
for i in r:
t.append(i+[y])
r = t
for targets in r:
if crossprod(targets, coins) == target:
print targets
count +=1
return count
if __== "__main__":
coins = [25,10,5,1]
target = 78
print breakit(target, coins)
Exemple de sortie
...
1 ( 10 cents) 2 ( 5 cents) 58 ( 1 cents)
4 ( 5 cents) 58 ( 1 cents)
1 ( 10 cents) 1 ( 5 cents) 63 ( 1 cents)
3 ( 5 cents) 63 ( 1 cents)
1 ( 10 cents) 68 ( 1 cents)
2 ( 5 cents) 68 ( 1 cents)
1 ( 5 cents) 73 ( 1 cents)
78 ( 1 cents)
Number of solutions = 121
Les deux: parcourez toutes les dénominations de haut en bas, prenez l'une des dénominations, soustrayez du total requis, puis répétez sur le reste (les dénominations disponibles étant égales ou inférieures à la valeur d'itération actuelle).
Je sais que c'est une très vieille question. Je cherchais la bonne réponse et je n'ai rien trouvé qui soit simple et satisfaisant. Cela m'a pris du temps, mais j'ai pu noter quelque chose.
function denomination(coins, original_amount){
var original_amount = original_amount;
var original_best = [ ];
for(var i=0;i<coins.length; i++){
var amount = original_amount;
var best = [ ];
var tempBest = [ ]
while(coins[i]<=amount){
amount = amount - coins[i];
best.Push(coins[i]);
}
if(amount>0 && coins.length>1){
tempBest = denomination(coins.slice(0,i).concat(coins.slice(i+1,coins.length)), amount);
//best = best.concat(denomination(coins.splice(i,1), amount));
}
if(tempBest.length!=0 || (best.length!=0 && amount==0)){
best = best.concat(tempBest);
if(original_best.length==0 ){
original_best = best
}else if(original_best.length > best.length ){
original_best = best;
}
}
}
return original_best;
}
denomination( [1,10,3,9] , 19 );
Ceci est une solution javascript et utilise la récursivité.
Si le système monétaire le permet, utilisez un simple algorithme glouton qui prélève autant de pièces que possible, en commençant par la devise dont la valeur est la plus élevée.
Sinon, la programmation dynamique est nécessaire pour trouver rapidement une solution optimale car ce problème est essentiellement le problème du sac à dos .
Par exemple, si un système monétaire a les pièces: {13, 8, 1}, la solution gourmande rendrait le changement pour 24 comme {13, 8, 1, 1, 1}, mais la vraie solution optimale est {8, 8, 8}
Edit: Je pensais que nous faisions le changement de manière optimale, sans énumérer toutes les façons de le faire pour un dollar. Ma récente interview m'a demandé comment apporter des changements, j'ai donc pris de l'avance avant de finir de lire la question.
Dans Scala Langage de programmation, je le ferais comme ceci:
def countChange(money: Int, coins: List[Int]): Int = {
money match {
case 0 => 1
case x if x < 0 => 0
case x if x >= 1 && coins.isEmpty => 0
case _ => countChange(money, coins.tail) + countChange(money - coins.head, coins)
}
}
J'ai trouvé ce morceau de code dans le livre "Python For Data Analysis" de O'reily. Il utilise une implémentation paresseuse et une comparaison int et je suppose qu'il peut être modifié pour d'autres dénominations à l'aide de décimales. Faites moi savoir comment ça marche pour vous!
def make_change(amount, coins=[1, 5, 10, 25], hand=None):
hand = [] if hand is None else hand
if amount == 0:
yield hand
for coin in coins:
# ensures we don't give too much change, and combinations are unique
if coin > amount or (len(hand) > 0 and hand[-1] < coin):
continue
for result in make_change(amount - coin, coins=coins,
hand=hand + [coin]):
yield resultVoici une fonction C #:
public static void change(int money, List<int> coins, List<int> combination)
{
if(money < 0 || coins.Count == 0) return;
if (money == 0)
{
Console.WriteLine((String.Join("; ", combination)));
return;
}
List<int> copy = new List<int>(coins);
copy.RemoveAt(0);
change(money, copy, combination);
combination = new List<int>(combination) { coins[0] };
change(money - coins[0], coins, new List<int>(combination));
}
Utilisez-le comme ceci:
change(100, new List<int>() {5, 10, 25}, new List<int>());
Il imprime:
25; 25; 25; 25
10; 10; 10; 10; 10; 25; 25
10; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10
5; 10; 10; 25; 25; 25
5; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 25
5; 5; 10; 10; 10; 10; 25; 25
5; 5; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10
5; 5; 5; 10; 25; 25; 25
5; 5; 5; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 25
5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 25; 25
5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10
5; 5; 5; 5; 5; 25; 25; 25
5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 10; 10; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 25; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 10; 10; 10; 10
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 10; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 25; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 10; 10; 10
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 25; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 10; 10
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 10; 10
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10; 10
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 25
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10; 10
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 10
5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5; 5
Il s'agit d'un algorithme récursif simple qui prend une facture, puis prend une facture plus petite récursivement jusqu'à ce qu'il atteigne la somme, puis prend une autre facture de la même dénomination et le réclame à nouveau. Voir l'exemple de sortie ci-dessous pour illustration.
var bills = new int[] { 100, 50, 20, 10, 5, 1 };
void PrintAllWaysToMakeChange(int sumSoFar, int minBill, string changeSoFar)
{
for (int i = minBill; i < bills.Length; i++)
{
var change = changeSoFar;
var sum = sumSoFar;
while (sum > 0)
{
if (!string.IsNullOrEmpty(change)) change += " + ";
change += bills[i];
sum -= bills[i];
if (sum > 0)
{
PrintAllWaysToMakeChange(sum, i + 1, change);
}
}
if (sum == 0)
{
Console.WriteLine(change);
}
}
}
PrintAllWaysToMakeChange(15, 0, "");
Imprime les éléments suivants:
10 + 5
10 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
5 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
5 + 5 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
5 + 5 + 5
1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
Duh, je me sens stupide en ce moment. Vous trouverez ci-dessous une solution trop compliquée, que je conserverai, car est une solution, après tout. Une solution simple serait la suivante:
// Generate a pretty string
val coinNames = List(("quarter", "quarters"),
("dime", "dimes"),
("nickel", "nickels"),
("penny", "pennies"))
def coinsString =
Function.tupled((quarters: Int, dimes: Int, nickels:Int, pennies: Int) => (
List(quarters, dimes, nickels, pennies)
Zip coinNames // join with names
map (t => (if (t._1 != 1) (t._1, t._2._2) else (t._1, t._2._1))) // correct for number
map (t => t._1 + " " + t._2) // qty name
mkString " "
))
def allCombinations(amount: Int) =
(for{quarters <- 0 to (amount / 25)
dimes <- 0 to ((amount - 25*quarters) / 10)
nickels <- 0 to ((amount - 25*quarters - 10*dimes) / 5)
} yield (quarters, dimes, nickels, amount - 25*quarters - 10*dimes - 5*nickels)
) map coinsString mkString "\n"
Voici l'autre solution. Cette solution est basée sur l'observation que chaque pièce est un multiple des autres, de sorte qu'elles peuvent être représentées en termes d'eux.
// Just to make things a bit more readable, as these routines will access
// arrays a lot
val coinValues = List(25, 10, 5, 1)
val coinNames = List(("quarter", "quarters"),
("dime", "dimes"),
("nickel", "nickels"),
("penny", "pennies"))
val List(quarter, dime, nickel, penny) = coinValues.indices.toList
// Find the combination that uses the least amount of coins
def leastCoins(amount: Int): Array[Int] =
((List(amount) /: coinValues) {(list, coinValue) =>
val currentAmount = list.head
val numberOfCoins = currentAmount / coinValue
val remainingAmount = currentAmount % coinValue
remainingAmount :: numberOfCoins :: list.tail
}).tail.reverse.toArray
// Helper function. Adjust a certain amount of coins by
// adding or subtracting coins of each type; this could
// be made to receive a list of adjustments, but for so
// few types of coins, it's not worth it.
def adjust(base: Array[Int],
quarters: Int,
dimes: Int,
nickels: Int,
pennies: Int): Array[Int] =
Array(base(quarter) + quarters,
base(dime) + dimes,
base(nickel) + nickels,
base(penny) + pennies)
// We decrease the amount of quarters by one this way
def decreaseQuarter(base: Array[Int]): Array[Int] =
adjust(base, -1, +2, +1, 0)
// Dimes are decreased this way
def decreaseDime(base: Array[Int]): Array[Int] =
adjust(base, 0, -1, +2, 0)
// And here is how we decrease Nickels
def decreaseNickel(base: Array[Int]): Array[Int] =
adjust(base, 0, 0, -1, +5)
// This will help us find the proper decrease function
val decrease = Map(quarter -> decreaseQuarter _,
dime -> decreaseDime _,
nickel -> decreaseNickel _)
// Given a base amount of coins of each type, and the type of coin,
// we'll produce a list of coin amounts for each quantity of that particular
// coin type, up to the "base" amount
def coinSpan(base: Array[Int], whichCoin: Int) =
(List(base) /: (0 until base(whichCoin)).toList) { (list, _) =>
decrease(whichCoin)(list.head) :: list
}
// Generate a pretty string
def coinsString(base: Array[Int]) = (
base
Zip coinNames // join with names
map (t => (if (t._1 != 1) (t._1, t._2._2) else (t._1, t._2._1))) // correct for number
map (t => t._1 + " " + t._2)
mkString " "
)
// So, get a base amount, compute a list for all quarters variations of that base,
// then, for each combination, compute all variations of dimes, and then repeat
// for all variations of nickels.
def allCombinations(amount: Int) = {
val base = leastCoins(amount)
val allQuarters = coinSpan(base, quarter)
val allDimes = allQuarters flatMap (base => coinSpan(base, dime))
val allNickels = allDimes flatMap (base => coinSpan(base, nickel))
allNickels map coinsString mkString "\n"
}
Donc, pour 37 pièces, par exemple:
scala> println(allCombinations(37))
0 quarter 0 dimes 0 nickels 37 pennies
0 quarter 0 dimes 1 nickel 32 pennies
0 quarter 0 dimes 2 nickels 27 pennies
0 quarter 0 dimes 3 nickels 22 pennies
0 quarter 0 dimes 4 nickels 17 pennies
0 quarter 0 dimes 5 nickels 12 pennies
0 quarter 0 dimes 6 nickels 7 pennies
0 quarter 0 dimes 7 nickels 2 pennies
0 quarter 1 dime 0 nickels 27 pennies
0 quarter 1 dime 1 nickel 22 pennies
0 quarter 1 dime 2 nickels 17 pennies
0 quarter 1 dime 3 nickels 12 pennies
0 quarter 1 dime 4 nickels 7 pennies
0 quarter 1 dime 5 nickels 2 pennies
0 quarter 2 dimes 0 nickels 17 pennies
0 quarter 2 dimes 1 nickel 12 pennies
0 quarter 2 dimes 2 nickels 7 pennies
0 quarter 2 dimes 3 nickels 2 pennies
0 quarter 3 dimes 0 nickels 7 pennies
0 quarter 3 dimes 1 nickel 2 pennies
1 quarter 0 dimes 0 nickels 12 pennies
1 quarter 0 dimes 1 nickel 7 pennies
1 quarter 0 dimes 2 nickels 2 pennies
1 quarter 1 dime 0 nickels 2 pennies
C'est l'amélioration de la réponse de Zihan. Le grand nombre de boucles inutiles survient lorsque la dénomination n’est que de 1 cent.
C'est intuitif et non récursif.
public static int Ways2PayNCents(int n)
{
int numberOfWays=0;
int cent, nickel, dime, quarter;
for (quarter = 0; quarter <= n/25; quarter++)
{
for (dime = 0; dime <= n/10; dime++)
{
for (nickel = 0; nickel <= n/5; nickel++)
{
cent = n - (quarter * 25 + dime * 10 + nickel * 5);
if (cent >= 0)
{
numberOfWays += 1;
Console.WriteLine("{0},{1},{2},{3}", quarter, dime, nickel, cent);
}
}
}
}
return numberOfWays;
}
/*
* make a list of all distinct sets of coins of from the set of coins to
* sum up to the given target amount.
* Here the input set of coins is assumed yo be {1, 2, 4}, this set MUST
* have the coins sorted in ascending order.
* Outline of the algorithm:
*
* Keep track of what the current coin is, say ccn; current number of coins
* in the partial solution, say k; current sum, say sum, obtained by adding
* ccn; sum sofar, say accsum:
* 1) Use ccn as long as it can be added without exceeding the target
* a) if current sum equals target, add cc to solution coin set, increase
* coin coin in the solution by 1, and print it and return
* b) if current sum exceeds target, ccn can't be in the solution, so
* return
* c) if neither of the above, add current coin to partial solution,
* increase k by 1 (number of coins in partial solution), and recuse
* 2) When current denomination can no longer be used, start using the
* next higher denomination coins, just like in (1)
* 3) When all denominations have been used, we are done
*/
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
// int num_calls = 0;
// int num_ways = 0;
void print(const int coins[], int n);
void combine_coins(
const int denoms[], // coins sorted in ascending order
int n, // number of denominations
int target, // target sum
int accsum, // accumulated sum
int coins[], // solution set, MUST equal
// target / lowest denom coin
int k // number of coins in coins[]
)
{
int ccn; // current coin
int sum; // current sum
// ++num_calls;
for (int i = 0; i < n; ++i) {
/*
* skip coins of lesser denomination: This is to be efficient
* and also avoid generating duplicate sequences. What we need
* is combinations and without this check we will generate
* permutations.
*/
if (k > 0 && denoms[i] < coins[k - 1])
continue; // skip coins of lesser denomination
ccn = denoms[i];
if ((sum = accsum + ccn) > target)
return; // no point trying higher denominations now
if (sum == target) {
// found yet another solution
coins[k] = ccn;
print(coins, k + 1);
// ++num_ways;
return;
}
coins[k] = ccn;
combine_coins(denoms, n, target, sum, coins, k + 1);
}
}
void print(const int coins[], int n)
{
int s = 0;
for (int i = 0; i < n; ++i) {
cout << coins[i] << " ";
s += coins[i];
}
cout << "\t = \t" << s << "\n";
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
int denoms[] = {1, 2, 4};
int dsize = sizeof(denoms) / sizeof(denoms[0]);
int target;
if (argv[1])
target = atoi(argv[1]);
else
target = 8;
int *coins = new int[target];
combine_coins(denoms, dsize, target, 0, coins, 0);
// cout << "num calls = " << num_calls << ", num ways = " << num_ways << "\n";
return 0;
}
public class Coins {
static int ac = 421;
static int bc = 311;
static int cc = 11;
static int target = 4000;
public static void main(String[] args) {
method2();
}
public static void method2(){
//running time n^2
int da = target/ac;
int db = target/bc;
for(int i=0;i<=da;i++){
for(int j=0;j<=db;j++){
int rem = target-(i*ac+j*bc);
if(rem < 0){
break;
}else{
if(rem%cc==0){
System.out.format("\n%d, %d, %d ---- %d + %d + %d = %d \n", i, j, rem/cc, i*ac, j*bc, (rem/cc)*cc, target);
}
}
}
}
}
}
Cette entrée de mon blog résout ce problème de type sac à dos pour les chiffres d'un BD XKCD . Un simple changement dans itemsdict et dans la valeur exactcost donnera toutes les solutions à votre problème.
Si le problème consistait à trouver le changement qui coûtait le moins cher, un algorithme glouton naïf utilisant autant de pièces de la valeur la plus élevée pourrait bien échouer pour certaines combinaisons de pièces et le montant ciblé. Par exemple, s'il existe des pièces avec les valeurs 1, 3 et 4; et le montant cible est 6, l’algorithme glouton peut suggérer trois pièces de valeur 4, 1 et 1 s’il est facile de voir que vous pouvez utiliser deux pièces de valeur 3.
- Paddy.
Simplement Java solution:
public static void main(String[] args)
{
int[] denoms = {4,2,3,1};
int[] vals = new int[denoms.length];
int target = 6;
printCombinations(0, denoms, target, vals);
}
public static void printCombinations(int index, int[] denom,int target, int[] vals)
{
if(target==0)
{
System.out.println(Arrays.toString(vals));
return;
}
if(index == denom.length) return;
int currDenom = denom[index];
for(int i = 0; i*currDenom <= target;i++)
{
vals[index] = i;
printCombinations(index+1, denom, target - i*currDenom, vals);
vals[index] = 0;
}
}
Voici une solution basée sur python) qui utilise la récursion ainsi que la mémorisation, ce qui entraîne une complexité de O (mxn).
def get_combinations_dynamic(self, amount, coins, memo): end_index = len(coins) - 1 memo_key = str(amount)+'->'+str(coins) if memo_key in memo: return memo[memo_key] remaining_amount = amount if amount < 0: return [] if amount == 0: return [[]] combinations = [] if len(coins) <= 1: if amount % coins[0] == 0: combination = [] for i in range(amount // coins[0]): combination.append(coins[0]) list.sort(combination) if combination not in combinations: combinations.append(combination) else: k = 0 while remaining_amount >= 0: sub_combinations = self.get_combinations_dynamic(remaining_amount, coins[:end_index], memo) for combination in sub_combinations: temp = combination[:] for i in range(k): temp.append(coins[end_index]) list.sort(temp) if temp not in combinations: combinations.append(temp) k += 1 remaining_amount -= coins[end_index] memo[memo_key] = combinations return combinations
Beaucoup de variations ici, mais impossible de trouver une solution PHP pour le nombre de combinaisons possibles, je vais donc en ajouter une.
/**
* @param int $money The total value
* @param array $coins The coin denominations
* @param int $sum The countable sum
* @return int
*/
function getTotalCombinations($money, $coins, &$sum = 0){
if ($money == 0){
return $sum++;
} else if (empty($coins) || $money < 0){
return $sum;
} else {
$firstCoin = array_pop(array_reverse($coins));
getTotalCombinations($money - $firstCoin, $coins, $sum) + getTotalCombinations($money, array_diff($coins, [$firstCoin]), $sum);
}
return $sum;
}
$totalCombinations = getTotalCombinations($money, $coins);
Code PHP pour décomposer un montant en valeurs unitaires:
//Define the denominations
private $denominations = array(1000, 500, 200, 100, 50, 40, 20, 10, 5, 1);
/**
* S# countDenomination() function
*
* @author Edwin Mugendi <[email protected]>
*
* Count denomination
*
* @param float $original_amount Original amount
*
* @return array with denomination and count
*/
public function countDenomination($original_amount) {
$amount = $original_amount;
$denomination_count_array = array();
foreach ($this->denominations as $single_denomination) {
$count = floor($amount / $single_denomination);
$denomination_count_array[$single_denomination] = $count;
$amount = fmod($amount, $single_denomination);
}//E# foreach statement
var_dump($denomination_count_array);
return $denomination_count_array;
//return $denomination_count_array;
}
// fonction E # countDenomination ()
La solution ci-dessous Java qui imprimera également les différentes combinaisons. Facile à comprendre. L’idée est:
pour la somme 5
La solution est
5 - 5(i) times 1 = 0
if(sum = 0)
print i times 1
5 - 4(i) times 1 = 1
5 - 3 times 1 = 2
2 - 1(j) times 2 = 0
if(sum = 0)
print i times 1 and j times 2
and so on......
Si la somme restante dans chaque boucle est inférieure à la dénomination, c'est-à-dire si la somme restante 1 est inférieure à 2, il suffit de rompre la boucle.
Le code complet ci-dessous
S'il vous plaît, corrigez-moi en cas d'erreurs
public class CoinCombinbationSimple {
public static void main(String[] args) {
int sum = 100000;
printCombination(sum);
}
static void printCombination(int sum) {
for (int i = sum; i >= 0; i--) {
int sumCopy1 = sum - i * 1;
if (sumCopy1 == 0) {
System.out.println(i + " 1 coins");
}
for (int j = sumCopy1 / 2; j >= 0; j--) {
int sumCopy2 = sumCopy1;
if (sumCopy2 < 2) {
break;
}
sumCopy2 = sumCopy1 - 2 * j;
if (sumCopy2 == 0) {
System.out.println(i + " 1 coins " + j + " 2 coins ");
}
for (int k = sumCopy2 / 5; k >= 0; k--) {
int sumCopy3 = sumCopy2;
if (sumCopy2 < 5) {
break;
}
sumCopy3 = sumCopy2 - 5 * k;
if (sumCopy3 == 0) {
System.out.println(i + " 1 coins " + j + " 2 coins "
+ k + " 5 coins");
}
}
}
}
}
}
Voici la python:
x = []
dic = {}
def f(n,r):
[a,b,c,d] = r
if not dic.has_key((n,a,b,c,d)): dic[(n,a,b,c,d)] = 1
if n>=25:
if not dic.has_key((n-25,a+1,b,c,d)):f(n-25,[a+1,b,c,d])
if not dic.has_key((n-10,a,b+1,c,d)):f(n-10,[a,b+1,c,d])
if not dic.has_key((n-5,a,b,c+1,d)):f(n-5,[a,b,c+1,d])
if not dic.has_key((n-1,a,b,c,d+1)):f(n-1,[a,b,c,d+1])
Elif n>=10:
if not dic.has_key((n-10,a,b+1,c,d)):f(n-10,[a,b+1,c,d])
if not dic.has_key((n-5,a,b,c+1,d)):f(n-5,[a,b,c+1,d])
if not dic.has_key((n-1,a,b,c,d+1)):f(n-1,[a,b,c,d+1])
Elif n>=5:
if not dic.has_key((n-5,a,b,c+1,d)):f(n-5,[a,b,c+1,d])
if not dic.has_key((n-1,a,b,c,d+1)):f(n-1,[a,b,c,d+1])
Elif n>=1:
if not dic.has_key((n-1,a,b,c,d+1)):f(n-1,[a,b,c,d+1])
else:
if r not in x:
x.extend([r])
f(100, [0,0,0,0])
print x
Solution Java
import Java.util.Arrays;
import Java.util.Scanner;
public class nCents {
public static void main(String[] args) {
Scanner input=new Scanner(System.in);
int cents=input.nextInt();
int num_ways [][] =new int [5][cents+1];
//putting in zeroes to offset
int getCents[]={0 , 0 , 5 , 10 , 25};
Arrays.fill(num_ways[0], 0);
Arrays.fill(num_ways[1], 1);
int current_cent=0;
for(int i=2;i<num_ways.length;i++){
current_cent=getCents[i];
for(int j=1;j<num_ways[0].length;j++){
if(j-current_cent>=0){
if(j-current_cent==0){
num_ways[i][j]=num_ways[i-1][j]+1;
}else{
num_ways[i][j]=num_ways[i][j-current_cent]+num_ways[i-1][j];
}
}else{
num_ways[i][j]=num_ways[i-1][j];
}
}
}
System.out.println(num_ways[num_ways.length-1][num_ways[0].length-1]);
}
}