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            voip
            風的方向
            厚德致遠,博學敦行!
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                     矩陣相乘問題描述:給定n個矩陣{A1,A2,...,An},當然A1到An的任意段都是可乘的,求最小相乘次數(shù)。例如有三個矩陣維數(shù)分別為:10*100,100*2,2*5;若前兩個相乘,再乘第三個,總的相乘次數(shù)=10*100*2+10*2*5=2100;若第二個與第三個先相乘,在乘第一個,總相乘次數(shù)=100*2*5+10*100*5=5100;顯然,相乘次序會對計算量有很大影響,如果你在學線性代數(shù)的時候,寫了一個矩陣相乘的程序,結果跑到同學那里演示的時候,半天沒運行出來,那就尷尬了!!!

                         函數(shù)調用一般會要傳參,這些參數(shù)都是非常有意義。這個題目屬于動態(tài)規(guī)劃,最重要的一點就是想到一個二維數(shù)組m[i][j],代表矩陣i到矩陣j相乘的最優(yōu)解,然后就是怎樣給這個有意義的數(shù)組置數(shù)了,這種數(shù)組定義和數(shù)組置數(shù)若成,則我們要的答案就在m[1][n]中,代表矩陣1到矩陣n相乘的最優(yōu)解。(如果你很饑渴的想解決這個問題,就直接看代碼吧!!)有人可能會問,為什么會想到這種數(shù)組定義,主要有兩個方面:一,學習(高效),看多了自然會想到給數(shù)組某種意義,培育一種思想;二、思考與分析,來的緩慢,但是凌駕與學習之上,也是學習的目的,是終極武器,也是基礎武器。。。。

                       不扯了,回到主題,很明顯如果只有一個矩陣,相乘次數(shù)為零;如果有兩個,直接相乘,若第一個矩陣維數(shù)q*p,第二個矩陣維數(shù)p*r,相乘次數(shù)為q*p*r;三個矩陣相乘,為前兩相乘,再乘第三個,和后兩個先相乘,再乘第一個,取其優(yōu)者;四個矩陣相乘,設第三個矩陣維數(shù)r*t,第四個矩陣t*k,維數(shù)min{前三個矩陣最優(yōu)值+q*t*k,前兩個矩陣最優(yōu)+后兩個矩陣最優(yōu)+q*r*k,前一個矩陣最優(yōu)+后三個矩陣最優(yōu)+q*p*k};然后。。。

            有人可能會問:我可以算出前一個,前兩個,前三個矩陣相乘的最優(yōu),但是我怎么算出后一個,后兩個,后三個相乘的最優(yōu)呢?
            其實這個問題又回到了原點,這就是動態(tài)規(guī)劃的妙處,顯然我們先求出A1到An的任意段長度為2矩陣的最優(yōu)(直接相乘),然后可以計算出任意段長度為3矩陣的最優(yōu);然后。。。然后我們就想了個m[i][j]出來,記錄我們求的的結果;然后再寫代碼,嘗試思想的準確性,當然我們更多的時候是站在先人的肩膀上做驗證工作。。。

            代碼如下(參考教科書):
            #include<iostream>
            using namespace std;
            void chain(int *p,int n,int m[][7],int s[][7])//p維數(shù)數(shù)組,m最優(yōu)乘次數(shù)組,s記錄劃分方案
            {
                
            int j;
                
            for(int i=1;i<=n;i++)
                    m[i][i]
            =0;
                
            for(int r=2;r<=n;r++)
                
            {
                    
            for(i=1;i<=n-r+1;i++)
                    
            {
                        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;
                            }

                        }

                    }

                }

                
            for(i=1;i<=n;i++)    //我把它翻過來輸出。。。
                {
                    
            for(j=n;j>=i;j--)
                    
            {
                            cout
            <<m[i][j]<<' ';
                    }

                    cout
            <<endl;
                }


            }


            void Traceback(int i,int j,int s[][7])    //輸出相乘方案
            {
                
            if(i==j)
                    
            return;
                Traceback(i,s[i][j],s);
                Traceback(s[i][j]
            +1,j,s);
                cout
            <<"Multiply A "<<i<<","<<s[i][j];
                cout
            <<" and B "<<(s[i][j]+1)<<","<<j<<endl;
                
            return;
            }

            int main()
            {
                
            int p[7],m[7][7],s[7][7],n;
                
            while(scanf("%d",&n)!=EOF)
                
            {
                    
            for(int i=0;i<=n;i++)
                    
            {
                        scanf(
            "%d",&p[i]);
                    }

                    chain(p,n,m,s);
                    Traceback(
            1,6,s);
                }

                
            return 0;
            }

            /* 
            p52 
            測試數(shù)據(jù):
            6
            30 35 15 5 10 20 25
            */


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            posted on 2010-09-04 11:53 jince 閱讀(2551) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 算法設計與分析
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