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矩阵连乘 (动态规划)

2019-11-06 07:55:09
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供稿:网友
动态规划法题目描述:给定n个矩阵{A1,A2....An},其中Ai与Ai+1是可以相乘的,判断这n个矩阵通过加括号的方式相乘,使得相乘的次数最少!

以矩阵链ABCD为例按照矩阵链长度递增计算最优值矩阵链长度为1时,分别计算出矩阵链A、B、C、D的最优值矩阵链长度为2时,分别计算出矩阵链AB、BC、CD的最优值矩阵链长度为3时,分别计算出矩阵链ABC、BCD的最优值矩阵链长度为4时,计算出矩阵链ABCD的最优值动归方程:

分析:

k为矩阵链断开的位置d数组存放矩阵链计算的最优值,d[i][j]是以第i个矩阵为首,第j个矩阵为尾的矩阵链的最优值,i > 0m数组内存放矩阵链的行列信息,m[i-1]和m[i]分别为第i个矩阵的行和列(i = 1、2、3...)c语言实现代码:#include <stdio.h>#define N 20void MatrixChain(int p[N],int n,int m[N][N],int s[N][N]){int i,j,t,k; int r; //记录相乘的矩阵个数变量for(i=1;i<=n;i++){m[i][i]=0; //当一个矩阵相乘时,相乘次数为 0 } //矩阵个数从两个开始一次递增 for(r=2;r<=n;r++){//从某个矩阵开始  for(i=1;i<=n-r+1;i++){//到某个矩阵的结束 j=i+r-1;//拿到从 i 到 j 矩阵连乘的次数 m[i][j]=m[i+1][j]+p[i-1]*p[i]*p[j];//拿到矩阵连乘断开的位置 s[i][j]=i;//寻找加括号不同,矩阵连乘次数的最小值,修改 m 数组,和断开的位置 s 数组 for(k=i+1;k<j;k++){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;}}}} }int main(void){int n,n1,m1,i,j=2;int p[N]={0}; //存储矩阵的行和列数组 int m[N][N]={0};//存储矩阵与矩阵相乘的最小次数int s[N][N]={0};//存储矩阵与矩阵相乘断开的位置 PRintf("请输入矩阵个数:/n");scanf("%d",&n);for(i=1;i<=n;i++){printf("请输入第%d个矩阵的行和列(n1*m1 格式):",i);scanf("%d*%d",&n1,&m1);if(i==1){p[0]=n1;p[1]=m1;}else{p[j++]=m1;}}printf("/n记录矩阵行和列:/n");for(i=0;i<=n;i++){printf("%d ",p[i]);}printf("/n");MatrixChain(p,n,m,s);printf("/n矩阵相乘的最小次数矩阵为:/n");for(i=1;i<=n;i++){for(j=1;j<=n;j++){printf("%d    ",m[i][j]);}printf("/n");}printf("/n矩阵相乘断开的位置矩阵为:/n");for(i=1;i<=n;i++){for(j=1;j<=n;j++){printf("%d ",s[i][j]);}printf("/n");}printf("矩阵最小相乘次数为:%d/n",m[1][n]);return 0;}
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