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ja/codes/rust/chapter_dynamic_programming/coin_change.rs

@@ -0,0 +1,75 @@
+/*
+ * File: coin_change.rs
+ * Created Time: 2023-07-09
+ * Author: codingonion (coderonion@gmail.com)
+ */
+
+/* コイン両替：動的計画法 */
+fn coin_change_dp(coins: &[i32], amt: usize) -> i32 {
+    let n = coins.len();
+    let max = amt + 1;
+    // dp テーブルを初期化
+    let mut dp = vec![vec![0; amt + 1]; n + 1];
+    // 状態遷移：先頭行と先頭列
+    for a in 1..=amt {
+        dp[0][a] = max;
+    }
+    // 状態遷移: 残りの行と列
+    for i in 1..=n {
+        for a in 1..=amt {
+            if coins[i - 1] > a as i32 {
+                // 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
+                dp[i][a] = dp[i - 1][a];
+            } else {
+                // 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さい方
+                dp[i][a] = std::cmp::min(dp[i - 1][a], dp[i][a - coins[i - 1] as usize] + 1);
+            }
+        }
+    }
+    if dp[n][amt] != max {
+        return dp[n][amt] as i32;
+    } else {
+        -1
+    }
+}
+
+/* コイン交換：空間最適化後の動的計画法 */
+fn coin_change_dp_comp(coins: &[i32], amt: usize) -> i32 {
+    let n = coins.len();
+    let max = amt + 1;
+    // dp テーブルを初期化
+    let mut dp = vec![0; amt + 1];
+    dp.fill(max);
+    dp[0] = 0;
+    // 状態遷移
+    for i in 1..=n {
+        for a in 1..=amt {
+            if coins[i - 1] > a as i32 {
+                // 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
+                dp[a] = dp[a];
+            } else {
+                // 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さい方
+                dp[a] = std::cmp::min(dp[a], dp[a - coins[i - 1] as usize] + 1);
+            }
+        }
+    }
+    if dp[amt] != max {
+        return dp[amt] as i32;
+    } else {
+        -1
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+pub fn main() {
+    let coins = [1, 2, 5];
+    let amt: usize = 4;
+
+    // 動的計画法
+    let res = coin_change_dp(&coins, amt);
+    println!("目標金額にするために必要な最小硬貨枚数は {res}");
+
+    // 空間最適化後の動的計画法
+    let res = coin_change_dp_comp(&coins, amt);
+    println!("目標金額にするために必要な最小硬貨枚数は {res}");
+}