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问题描述:

给定n个矩阵{A1,A2,…,An},其中Ai与Ai+1是可乘的,i=1,2…,n-1。如何确定计算矩阵连乘积的计算次序,使得依此次序计算矩阵连乘积需要的数乘次数最少。例如,给定三个连乘矩阵{A1,A2,A3}的维数分别是10*100,100*5和5*50,采用(A1A2)A3,乘法次数为10*100*5+10*5*50=7500次,而采用A1(A2A3),乘法次数为100*5*50+10*100*50=75000次乘法,显然,最好的次序是(A1A2)A3,乘法次数为7500次。

加括号的方式对计算量有很大的影响,于是自然地提出矩阵连乘的最优计算次序问题,即对于给定的相继n个矩阵,如何确定矩阵连乘的计算次序,使得依此次序计算矩阵连乘积需要的数乘次数最少。

问题分析:

 矩阵连乘也是Catalan数的一个常用的例子,关于时间复杂度的推算需要参考离散数学关于Catalan的内容。

下面考虑使用动态规划法解矩阵连乘积的最优计算次序问题。

1、分析最优解的结构

 

 问题的最优子结构性质是该问题可以用动态规划求解的显著特征!!!

2、建立递归关系

 

3、计算最优值

public static void matrixChain(int n) {for (int i = 1; i <= n; i++) {m[i][i] = 0;}for (int r = 2; r <= n; r++) {//i与j的差值for (int i = 1; i <= n - r + 1; i++) {int j = i + r - 1;m[i][j] = m[i + 1][j] + p[i - 1] * p[i] * p[j];s[i][j] = i;for (int k = i + 1; k < j; k++) {int t = m[i][k] + m[k + 1][j] + p[i - 1] * p[k] * p[j];if (t < m[i][j]) {m[i][j] = t;s[i][j] = k;}}}}
}

4、构造最优解

 

   public static void traceback(int i, int j) {if (i == j) {System.out.printf("A%d", i); // 输出是第几个数据return;}System.out.printf("(");traceback(i, s[i][j]);// 递归下一个数据System.out.printf(" x ");traceback(s[i][j] + 1, j);System.out.printf(")");}

总结:

 

转载于:https://www.cnblogs.com/wkfvawl/p/11564275.html

http://www.jmfq.cn/news/5111209.html

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