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Co-authored-by: krahets <krahets@163.com>

ja/codes/java/chapter_greedy/coin_change_greedy.java

@@ -0,0 +1,55 @@
+/**
+ * File: coin_change_greedy.java
+ * Created Time: 2023-07-20
+ * Author: krahets (krahets@163.com)
+ */
+
+package chapter_greedy;
+
+import java.util.Arrays;
+
+public class coin_change_greedy {
+    /* 硬貨両替：貪欲法 */
+    static int coinChangeGreedy(int[] coins, int amt) {
+        // 硬貨リストが順序付けされていると仮定
+        int i = coins.length - 1;
+        int count = 0;
+        // 残り金額がなくなるまで貪欲選択をループ
+        while (amt > 0) {
+            // 残り金額に近く、それ以下の最小硬貨を見つける
+            while (i > 0 && coins[i] > amt) {
+                i--;
+            }
+            // coins[i] を選択
+            amt -= coins[i];
+            count++;
+        }
+        // 実行可能な解が見つからない場合、-1 を返す
+        return amt == 0 ? count : -1;
+    }
+
+    public static void main(String[] args) {
+        // 貪欲法：大域最適解の発見を保証できる
+        int[] coins = { 1, 5, 10, 20, 50, 100 };
+        int amt = 186;
+        int res = coinChangeGreedy(coins, amt);
+        System.out.println("\ncoins = " + Arrays.toString(coins) + ", amt = " + amt);
+        System.out.println(amt + " を作るのに必要な最小硬貨数は " + res + " です");
+
+        // 貪欲法：大域最適解の発見を保証できない
+        coins = new int[] { 1, 20, 50 };
+        amt = 60;
+        res = coinChangeGreedy(coins, amt);
+        System.out.println("\ncoins = " + Arrays.toString(coins) + ", amt = " + amt);
+        System.out.println(amt + " を作るのに必要な最小硬貨数は " + res + " です");
+        System.out.println("実際には、最小必要数は 3 です。つまり、20 + 20 + 20");
+
+        // 貪欲法：大域最適解の発見を保証できない
+        coins = new int[] { 1, 49, 50 };
+        amt = 98;
+        res = coinChangeGreedy(coins, amt);
+        System.out.println("\ncoins = " + Arrays.toString(coins) + ", amt = " + amt);
+        System.out.println(amt + " を作るのに必要な最小硬貨数は " + res + " です");
+        System.out.println("実際には、最小必要数は 2 です。つまり、49 + 49");
+    }
+}

ja/codes/java/chapter_greedy/fractional_knapsack.java

@@ -0,0 +1,59 @@
+/**
+ * File: fractional_knapsack.java
+ * Created Time: 2023-07-20
+ * Author: krahets (krahets@163.com)
+ */
+
+package chapter_greedy;
+
+import java.util.Arrays;
+import java.util.Comparator;
+
+/* アイテム */
+class Item {
+    int w; // アイテムの重量
+    int v; // アイテムの価値
+
+    public Item(int w, int v) {
+        this.w = w;
+        this.v = v;
+    }
+}
+
+public class fractional_knapsack {
+    /* 分数ナップサック：貪欲法 */
+    static double fractionalKnapsack(int[] wgt, int[] val, int cap) {
+        // アイテムリストを作成、2つの属性を含む：重量、価値
+        Item[] items = new Item[wgt.length];
+        for (int i = 0; i < wgt.length; i++) {
+            items[i] = new Item(wgt[i], val[i]);
+        }
+        // 単位価値 item.v / item.w で高い順にソート
+        Arrays.sort(items, Comparator.comparingDouble(item -> -((double) item.v / item.w)));
+        // 貪欲選択をループ
+        double res = 0;
+        for (Item item : items) {
+            if (item.w <= cap) {
+                // 残り容量が十分な場合、アイテム全体をナップサックに入れる
+                res += item.v;
+                cap -= item.w;
+            } else {
+                // 残り容量が不十分な場合、アイテムの一部をナップサックに入れる
+                res += (double) item.v / item.w * cap;
+                // 残り容量がなくなったため、ループを中断
+                break;
+            }
+        }
+        return res;
+    }
+
+    public static void main(String[] args) {
+        int[] wgt = { 10, 20, 30, 40, 50 };
+        int[] val = { 50, 120, 150, 210, 240 };
+        int cap = 50;
+
+        // 貪欲アルゴリズム
+        double res = fractionalKnapsack(wgt, val, cap);
+        System.out.println("ナップサック容量内での最大値は " + res + " です");
+    }
+}

ja/codes/java/chapter_greedy/max_capacity.java

@@ -0,0 +1,38 @@
+/**
+ * File: max_capacity.java
+ * Created Time: 2023-07-21
+ * Author: krahets (krahets@163.com)
+ */
+
+package chapter_greedy;
+
+public class max_capacity {
+    /* 最大容量：貪欲法 */
+    static int maxCapacity(int[] ht) {
+        // i、j を初期化し、配列の両端で分割させる
+        int i = 0, j = ht.length - 1;
+        // 初期最大容量は 0
+        int res = 0;
+        // 2つの板が出会うまで貪欲選択をループ
+        while (i < j) {
+            // 最大容量を更新
+            int cap = Math.min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
+            res = Math.max(res, cap);
+            // より短い板を内側に移動
+            if (ht[i] < ht[j]) {
+                i++;
+            } else {
+                j--;
+            }
+        }
+        return res;
+    }
+
+    public static void main(String[] args) {
+        int[] ht = { 3, 8, 5, 2, 7, 7, 3, 4 };
+
+        // 貪欲アルゴリズム
+        int res = maxCapacity(ht);
+        System.out.println("最大容量は " + res + " です");
+    }
+}

ja/codes/java/chapter_greedy/max_product_cutting.java

@@ -0,0 +1,40 @@
+/**
+ * File: max_product_cutting.java
+ * Created Time: 2023-07-21
+ * Author: krahets (krahets@163.com)
+ */
+
+package chapter_greedy;
+
+import java.lang.Math;
+
+public class max_product_cutting {
+    /* 最大積切断：貪欲法 */
+    public static int maxProductCutting(int n) {
+        // n <= 3 の場合、1 を切り出す必要がある
+        if (n <= 3) {
+            return 1 * (n - 1);
+        }
+        // 貪欲に 3 を切り出す。a は 3 の個数、b は余り
+        int a = n / 3;
+        int b = n % 3;
+        if (b == 1) {
+            // 余りが 1 の場合、1 * 3 のペアを 2 * 2 に変換
+            return (int) Math.pow(3, a - 1) * 2 * 2;
+        }
+        if (b == 2) {
+            // 余りが 2 の場合、何もしない
+            return (int) Math.pow(3, a) * 2;
+        }
+        // 余りが 0 の場合、何もしない
+        return (int) Math.pow(3, a);
+    }
+
+    public static void main(String[] args) {
+        int n = 58;
+
+        // 貪欲アルゴリズム
+        int res = maxProductCutting(n);
+        System.out.println("分割の最大積は " + res + " です");
+    }
+}