CS_learn/hello-algo
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Yudong Jin
2026-03-30 07:30:15 +08:00
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commit d7b2277d2b
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30
ja/codes/python/chapter_greedy/coin_change_greedy.py
View File

@@ -6,43 +6,43 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
def coin_change_greedy(coins: list[int], amt: int) -> int:
"""硬貨交換：貪欲法"""
# coins リストがソートされていると仮定
"""コイン交換：貪欲法"""
# coins リストはソート済みと仮定する
i = len(coins) - 1
count = 0
# 残り金額がなくなるまで貪欲選択をループ
# 残額がなくなるまで貪欲選択を繰り返す
while amt > 0:
# 残り金額に最も近く、それより小さい硬貨を見つける
# 残額以下で最も近い硬貨を見つける
while i > 0 and coins[i] > amt:
i -= 1
# coins[i] を選択
# coins[i] を選択する
amt -= coins[i]
count += 1
# 実行可能な解が見つからない場合、-1 を返す
# 実行可能な解が見つからなければ -1 を返す
return count if amt == 0 else -1
"""ドライバーコード"""
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
# 貪欲法：大域最適解の発見を保証できる
# 貪欲法：大域最適解を保証できる
coins = [1, 5, 10, 20, 50, 100]
amt = 186
res = coin_change_greedy(coins, amt)
print(f"\ncoins = {coins}, amt = {amt}")
print(f"{amt} を構成するのに必要な硬貨の最小数は {res}")
print(f"{amt} を作るのに必要な最小の硬貨枚数は {res}")
# 貪欲法：大域最適解の発見を保証できない
# 貪欲法：大域最適解を保証できない
coins = [1, 20, 50]
amt = 60
res = coin_change_greedy(coins, amt)
print(f"\ncoins = {coins}, amt = {amt}")
print(f"{amt} を構成するのに必要な硬貨の最小数は {res}")
print(f"実際には必要な最小数は 3、つまり 20 + 20 + 20")
print(f"{amt} を作るのに必要な最小の硬貨枚数は {res}")
print(f"実際に必要な最小枚数は 3 ，つまり 20 + 20 + 20")
# 貪欲法：大域最適解の発見を保証できない
# 貪欲法：大域最適解を保証できない
coins = [1, 49, 50]
amt = 98
res = coin_change_greedy(coins, amt)
print(f"\ncoins = {coins}, amt = {amt}")
print(f"{amt} を構成するのに必要な硬貨の最小数は {res}")
print(f"実際には必要な最小数は 2、つまり 49 + 49")
print(f"{amt} を作るのに必要な最小の硬貨枚数は {res}")
print(f"実際に必要な最小枚数は 2 ，つまり 49 + 49")

24
ja/codes/python/chapter_greedy/fractional_knapsack.py
View File

@@ -6,41 +6,41 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
class Item:
"""アイテム"""
"""品物"""
def __init__(self, w: int, v: int):
self.w = w # アイテムの重量
self.v = v # アイテムの価値
self.w = w # 品物の重さ
self.v = v # 品物の価値
def fractional_knapsack(wgt: list[int], val: list[int], cap: int) -> int:
"""分数ナップサック：貪欲法"""
# アイテムリストを作成、2 つの属性を含む：重量、価値
# 重さと価値の 2 属性を持つ品物リストを作成
items = [Item(w, v) for w, v in zip(wgt, val)]
# 単位価値 item.v / item.w で高い順にソート
# 単位価値 item.v / item.w の高い順にソートする
items.sort(key=lambda item: item.v / item.w, reverse=True)
# 貪欲選択をループ
# 貪欲選択を繰り返す
res = 0
for item in 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
# 残り容量が十分なら、現在の品物を丸ごと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
# 残り容量が足りない場合は、現在の品物の一部だけをナップサックに入れる
res += (item.v / item.w) * cap
# 残り容量がなくなったため、ループを中断
# 残り容量がないため、ループを抜ける
break
return res
"""ドライバーコード"""
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
wgt = [10, 20, 30, 40, 50]
val = [50, 120, 150, 210, 240]
cap = 50
n = len(wgt)
# 貪欲アルゴリズム
# 貪欲法
res = fractional_knapsack(wgt, val, cap)
print(f"ナップサック容量を超えないアイテムの最大値は {res}")
print(f"ナップサック容量を超えない最大価値は {res}")

16
ja/codes/python/chapter_greedy/max_capacity.py
View File

@@ -7,16 +7,16 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
def max_capacity(ht: list[int]) -> int:
"""最大容量：貪欲法"""
# i、j を初期化、配列の両端で分割させる
# i, j を初期化し、それぞれ配列の両端に置く
i, j = 0, len(ht) - 1
# 初期最大容量は 0
# 初期の最大容量は 0
res = 0
# 2 つの板が出会うまで貪欲選択をループ
# 2 枚の板が出会うまで貪欲選択を繰り返す
while i < j:
# 最大容量を更新
# 最大容量を更新する
cap = min(ht[i], ht[j]) * (j - i)
res = max(res, cap)
# 短い板を内側に移動
# 短い方を内側へ動かす
if ht[i] < ht[j]:
i += 1
else:
@@ -24,10 +24,10 @@ def max_capacity(ht: list[int]) -> int:
return res
"""ドライバーコード"""
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
ht = [3, 8, 5, 2, 7, 7, 3, 4]
# 貪欲アルゴリズム
# 貪欲法
res = max_capacity(ht)
print(f"最大容量は {res}")
print(f"最大容量は {res}")

18
ja/codes/python/chapter_greedy/max_product_cutting.py
View File

@@ -8,26 +8,26 @@ import math
def max_product_cutting(n: int) -> int:
"""切断の最大積：貪欲法"""
# n <= 3 の場合、1 を切り出す必要がある
"""最大切断積：貪欲法"""
# n <= 3 のときは、必ず 1 を切り出す
if n <= 3:
return 1 * (n - 1)
# 貪欲的に 3 を切り出す、a は 3 の個数、b は余り
# 貪欲に 3 を切り出し、a を 3 の個数、b を余りとする
a, b = n // 3, n % 3
if b == 1:
# 余りが 1 の場合、1 * 3 のペアを 2 * 2 に変換
# 余りが 1 のときは、1 * 3 を 2 * 2 に変える
return int(math.pow(3, a - 1)) * 2 * 2
if b == 2:
# 余りが 2 の場合、何もしない
# 余りが 2 のときは、そのままにする
return int(math.pow(3, a)) * 2
# 余りが 0 の場合、何もしない
# 余りが 0 のときは、そのままにする
return int(math.pow(3, a))
"""ドライバーコード"""
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
n = 58
# 貪欲アルゴリズム
# 貪欲法
res = max_product_cutting(n)
print(f"切断の最大積は {res}")
print(f"最大分割積は {res}")