问题描述:用随意多个1 2 5三个数字的组合,使其值为100,有多少种组合方法?
基础解法:穷举法,1穷举100次,2穷举50次,5穷举20次,这种方法总共穷举的次数为100*50*20=100 000,性能太差,但是为了以后描述问题,先给出穷举法的代码:
for(int i = 0; i <= 100; i += 5){ for(int j = 0; j <= 100; j += 2){ for(int k = 0; k <= 100; k++) if(i + j + k == 100) count++; } }
进阶解法:通过对穷举法进行考察,在穷举的过程中j并不是每次都循环50次,而是随着i的增加循环次数不断减小,可以动态计算其循环次数为(100 - i) / 2,对于1的循环次数为可以动态计算为(100 - i - j),通过这个描述可以得到一个新的解法。
for(int i = 0; i <= 100; i += 5){ for(int j = 0; j <= 100 - i; j += 2){ for(int k = 0; k <= 100 - i - j; k++) if(i + j + k == 100) count++; } }
进一步优化:通过对上述算法的进一步分析,其实对1没有必要循环,只要i+j <= 100肯定存在一种解法,也就是说1肯定能补全差值。因此对1的循环是没有必要的。
for(int i = 0; i <= 100; i += 5){ for(int j = 0; j <= 100 - i; j += 2){ count++; }
最优解法:通过对上述优化再进一步分析,对于2,是否有必要循环呢?其实我们只要知道100 - i对于2的倍数就行了,小于这个倍数100 - i - j可以用1来补全。因此可以有(100 - i) / 2种组合。考虑到i的个数可以为0,因此应该用这个倍数加1。因此我们只需要20次循环就可以找到总的倍数了。算法如下:
for(int i = 0; i <= 100; i += 5){ count += (100 - i + 2) / 2; //其也可以写成count += ((100 - i) / 2 + 1) }
其实通过这个小的编程题的一步步优化,我们已经在使用动态规划的思想了,其思想的核心就是剪去一些不必要的计算,在进阶解法中,我剪掉了不必要的循环次数,在进一步优化中我们剪掉了1的循环,最优解法中我们将对2的循环也剪掉了,形成了最好的解决办法。