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ja/codes/rust/chapter_greedy/coin_change_greedy.rs

@@ -0,0 +1,54 @@
+/*
+ * File: coin_change_greedy.rs
+ * Created Time: 2023-07-22
+ * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
+ */
+
+/* コイン交換：貪欲法 */
+fn coin_change_greedy(coins: &[i32], mut amt: i32) -> i32 {
+    // coins リストはソート済みと仮定する
+    let mut i = coins.len() - 1;
+    let mut count = 0;
+    // 残額がなくなるまで貪欲選択を繰り返す
+    while amt > 0 {
+        // 残額以下で最も近い硬貨を見つける
+        while i > 0 && coins[i] > amt {
+            i -= 1;
+        }
+        // coins[i] を選択する
+        amt -= coins[i];
+        count += 1;
+    }
+    // 実行可能な解が見つからなければ -1 を返す
+    if amt == 0 {
+        count
+    } else {
+        -1
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    // 貪欲法：大域最適解を保証できる
+    let coins = [1, 5, 10, 20, 50, 100];
+    let amt = 186;
+    let res = coin_change_greedy(&coins, amt);
+    println!("\ncoins = {:?}, amt = {}", coins, amt);
+    println!("{} にするために必要な最小硬貨枚数は {}", amt, res);
+
+    // 貪欲法：大域最適解を保証できない
+    let coins = [1, 20, 50];
+    let amt = 60;
+    let res = coin_change_greedy(&coins, amt);
+    println!("\ncoins = {:?}, amt = {}", coins, amt);
+    println!("{} にするために必要な最小硬貨枚数は {}", amt, res);
+    println!("実際に必要な最小枚数は 3、つまり 20 + 20 + 20");
+
+    // 貪欲法：大域最適解を保証できない
+    let coins = [1, 49, 50];
+    let amt = 98;
+    let res = coin_change_greedy(&coins, amt);
+    println!("\ncoins = {:?}, amt = {}", coins, amt);
+    println!("{} にするために必要な最小硬貨枚数は {}", amt, res);
+    println!("実際に必要な最小枚数は 2、つまり 49 + 49");
+}

ja/codes/rust/chapter_greedy/fractional_knapsack.rs

@@ -0,0 +1,59 @@
+/*
+ * File: coin_change_greedy.rs
+ * Created Time: 2023-07-22
+ * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
+ */
+
+/* 品物 */
+struct Item {
+    w: i32, // 品物の重さ
+    v: i32, // 品物の価値
+}
+
+impl Item {
+    fn new(w: i32, v: i32) -> Self {
+        Self { w, v }
+    }
+}
+
+/* 分数ナップサック：貪欲法 */
+fn fractional_knapsack(wgt: &[i32], val: &[i32], mut cap: i32) -> f64 {
+    // 重さと価値の 2 属性を持つ品物リストを作成
+    let mut items = wgt
+        .iter()
+        .zip(val.iter())
+        .map(|(&w, &v)| Item::new(w, v))
+        .collect::<Vec<Item>>();
+    // 単位価値 item.v / item.w の高い順にソートする
+    items.sort_by(|a, b| {
+        (b.v as f64 / b.w as f64)
+            .partial_cmp(&(a.v as f64 / a.w as f64))
+            .unwrap()
+    });
+    // 貪欲選択を繰り返す
+    let mut res = 0.0;
+    for item in &items {
+        if item.w <= cap {
+            // 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 as f64;
+            cap -= item.w;
+        } else {
+            // 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 as f64 / item.w as f64 * cap as f64;
+            // 残り容量がないため、ループを抜ける
+            break;
+        }
+    }
+    res
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    let wgt = [10, 20, 30, 40, 50];
+    let val = [50, 120, 150, 210, 240];
+    let cap = 50;
+
+    // 貪欲法
+    let res = fractional_knapsack(&wgt, &val, cap);
+    println!("ナップサック容量を超えない最大価値は {}", res);
+}

ja/codes/rust/chapter_greedy/max_capacity.rs

@@ -0,0 +1,36 @@
+/*
+ * File: coin_change_greedy.rs
+ * Created Time: 2023-07-22
+ * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
+ */
+
+/* 最大容量：貪欲法 */
+fn max_capacity(ht: &[i32]) -> i32 {
+    // i, j を初期化し、それぞれ配列の両端に置く
+    let mut i = 0;
+    let mut j = ht.len() - 1;
+    // 初期の最大容量は 0
+    let mut res = 0;
+    // 2 枚の板が出会うまで貪欲選択を繰り返す
+    while i < j {
+        // 最大容量を更新する
+        let cap = std::cmp::min(ht[i], ht[j]) * (j - i) as i32;
+        res = std::cmp::max(res, cap);
+        // 短い方を内側へ動かす
+        if ht[i] < ht[j] {
+            i += 1;
+        } else {
+            j -= 1;
+        }
+    }
+    res
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    let ht = [3, 8, 5, 2, 7, 7, 3, 4];
+
+    // 貪欲法
+    let res = max_capacity(&ht);
+    println!("最大容量は {}", res);
+}

ja/codes/rust/chapter_greedy/max_product_cutting.rs

@@ -0,0 +1,35 @@
+/*
+ * File: coin_change_greedy.rs
+ * Created Time: 2023-07-22
+ * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
+ */
+
+/* 最大切断積：貪欲法 */
+fn max_product_cutting(n: i32) -> i32 {
+    // n <= 3 のときは、必ず 1 を切り出す
+    if n <= 3 {
+        return 1 * (n - 1);
+    }
+    // 貪欲に 3 を切り出し、a を 3 の個数、b を余りとする
+    let a = n / 3;
+    let b = n % 3;
+    if b == 1 {
+        // 余りが 1 のときは、1 * 3 を 2 * 2 に変える
+        3_i32.pow(a as u32 - 1) * 2 * 2
+    } else if b == 2 {
+        // 余りが 2 のときは、そのままにする
+        3_i32.pow(a as u32) * 2
+    } else {
+        // 余りが 0 のときは、そのままにする
+        3_i32.pow(a as u32)
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    let n = 58;
+
+    // 貪欲法
+    let res = max_product_cutting(n);
+    println!("最大分割積は {}", res);
+}