用python实现零钱找零的三种方法
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1.递归(recursion)
def coins_changeREC(coin_values, change):
"""
递归实现零钱找零
"""
min_count = change
# base case
if change in coin_values:
return 1
for value in [i for i in coin_values if i <= change]:
count = 1 + coins_changeREC(coin_values, change-value)
if count < min_count:
min_count = count
return min_count
2.添加caching的递归
def coins_changeREC_cache(coin_values, change, known_counts=None):
"""
添加了caching的递归零钱找零,
用空间换时间
"""
if known_counts == None:
known_counts = [0] * (change + 1) # why plus 1? think!
min_count = change
# base case
if change in coin_values:
return 1
elif known_counts[change] > 0:
return known_counts[change]
for value in [i for i in coin_values if i <= change]:
count = 1 + coins_changeREC_cache(coin_values,
change-value,
known_counts)
if count < min_count:
min_count = count
known_counts[change] = min_count
return min_count
3.动态规划(Dynamic Programming)
def coins_changeDP(coin_values, change, min_counts=None, last_used_coins=None):
"""
利用动态规划(Dynamic Programming)的思想实现零钱找零
"""
if min_counts == None:
min_counts = [0] * (change + 1)
if last_used_coins == None:
last_used_coins = [0] * (change + 1)
for cents in range(change + 1):
min_count = cents
for value in [i for i in coin_values if i <= cents]:
if 1 + min_counts[cents-value] < min_count:
min_count = 1 + min_counts[cents-value]
last_used_coins[cents] = value
min_counts[cents] = min_count
return min_counts[-1], print_coins(change, last_used_coins)
def print_coins(change, last_used_coins):
used_coins = []
while change > 0:
used_coins.append(str(last_used_coins[change]))
change = change - last_used_coins[change]
return ','.join(used_coins)
最后测试三种方法实现的零钱找零的时间效率:
def main():
import timeit
value_list = [1, 5, 10, 25]
t1 = timeit.Timer('coins_changeREC(%s,%s)'%(value_list, 63),'from __main__ import coins_changeREC, main')
t2 = timeit.Timer('coins_changeREC_cache(%s,%s)'%(value_list, 63),'from __main__ import coins_changeREC_cache, main')
t3 = timeit.Timer('coins_changeDP(%s,%s)'%(value_list, 63),'from __main__ import coins_changeDP, main')
print(t1.timeit(number=1))
print(t2.timeit(number=1))
print(t3.timeit(number=1))
main()
结果显示:
第一种没有添加caching的递归实现,完成一次63分零钱的找零竟然需要60s,简直无法忍受。
而添加了caching的递归,一次找零0.22ms就完成了,这是生动的用空间换时间的算法。而采用DP思想的算法,0.14ms就完成了。
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