6.算法入门从零开始——矩阵连乘(DP)——从入门到入土
2021/10/5 20:11:16
本文主要是介绍6.算法入门从零开始——矩阵连乘(DP)——从入门到入土,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
问题:
输入:<A1, A2, ..., An>, Ai是pi -1×pi矩阵
输出:计算A1×A2×...×An的最小代价方法
若A是p×q矩阵,B是q×r矩阵,则A×B的代价是O(pqr)
思路:
我们不妨来设一个Ak,这个位置便是矩阵从i到j最优子问题的位置,然后依次划分成寻找i到k和k+1到j的最优解。最后划分成最小为i到i,也就是它自己,此时不需要相乘,所以次数为0。
所以有两种情况,一种是m[i,j](i=j),另一种是m[i,j](i!=j)。当i=j时,此时为0,不需要相乘。当i!=j时,m[i, j]= mini≤k<j{ m[i, k]+m[k+1, j]+p[i-1] p[k] p[j]},也就是从i到j中,找出k的位置。既然我们能找出k的,那么我们肯定需要先算出从i到j位置矩阵所相乘的所有乘积。我们通过一个二维数组来将乘积的所有情况存放,以便于需要时可以直接查表。
这就是二维数组的值,当i=j时,值为0。当i<j时,比如m[1,3]=m[1,1]+m[2,3]+p[1]*p[2]*p[4] 或m[1,2]+m[3,3]+p[1]*p[3]*p[4]。而m[1,1]、m[1,2]、m[2,3]、m[3,3]已经计算好存在表中,可以直接取用。
所有打表的顺序也就是
代码:
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; int p[255]; int chess[255][255];//存放标记位置 int value[255][255];//存放乘积的结果 void matrix(int n){ for(int r=2;r<=n;r++){//总共需要遍历n-1次 for(int i=0;i<n-r+1;i++){//计算第i行数据 int j=i+r-1;//每一次遍历的矩阵长度 value[i][j]= value[i+1][j]+p[i]*p[i+1]*p[j+1]; chess[i][j]=i+1; for(int k=i+1;k<j;k++) { int t = value[i][k]+value[k+1][j]+p[i]*p[k]*p[j+1]; if(t<value[i][j]){ value[i][j]=t; chess[i][j]=k+1; } } } } } int main(){ cout<<"请输入矩阵的个数"; int number; cin>>number; cout<<"请输入矩阵的行列数"; for(int i=0;i<=number;i++){ cin>>p[i]; } matrix(number); cout<<"最小计算次数为:"<<value[0][number-1]<<"\n"; }
样例:
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