c语言:1.矩阵连乘问题 【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, 如何确定矩阵连乘积的计算次序,使得依此次序计算矩阵连乘积所需要的乘法次 数最少。 例,有四个矩阵 A, B, C, D,它们的维数分别是: A=50× 10, B=10× 40, C=40× 30, D=30× 5,连乘积 ABCD 共有五种完全加括号的方式: 矩阵连乘问题的乘法次数 (A((BC)D)) 16000 (A(B(CD))) 10500 ((AB)(CD)) 36000 (((AB)C)D) 87500 ((A(BC))D) 34500 【算法设计】给出算法设计思想,并用动态规划算法实现
时间: 2023-06-17 14:06:22 浏览: 135
算法设计思想:
对于矩阵连乘问题,可以使用动态规划算法来解决。具体来说,我们可以定义一个二维数组dp,其中dp[i][j]表示从矩阵Ai乘到矩阵Aj所需的最少乘法次数。那么,dp[i][j]可以通过枚举其中一个断点k来计算得到,即:
dp[i][j] = min{dp[i][k] + dp[k+1][j] + mi[i]*mi[k+1]*mi[j+1]} (i ≤ k < j)
其中mi[i]表示矩阵Ai的行数,也是矩阵Ai与Ai-1相乘后的行数,矩阵Ai的列数也是矩阵Ai-1与Ai相乘后的列数。
动态规划转移方程的含义是,将矩阵序列分成两部分,分别计算左边部分和右边部分的最少乘法次数,再加上这两部分相乘的乘法次数,得到总的最少乘法次数。
最终,矩阵连乘积的最少乘法次数为dp[1][n]。
代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#define MAXN 100
int mi[MAXN + 1]; // 矩阵维数
int dp[MAXN + 1][MAXN + 1]; // dp数组
int main()
{
int n; // 矩阵个数
scanf("%d", &n);
for (int i = 1; i <= n + 1; i++)
scanf("%d", &mi[i]);
// 初始化
for (int i = 1; i <= n; i++)
dp[i][i] = 0;
// 动态规划转移
for (int len = 2; len <= n; len++) // 枚举区间长度
{
for (int i = 1; i <= n - len + 1; i++) // 枚举区间起点
{
int j = i + len - 1; // 区间终点
dp[i][j] = 0x3f3f3f3f; // 初始化为正无穷
for (int k = i; k < j; k++) // 枚举断点
{
int cnt = dp[i][k] + dp[k+1][j] + mi[i]*mi[k+1]*mi[j+1];
if (cnt < dp[i][j])
dp[i][j] = cnt;
}
}
}
printf("%d\n", dp[1][n]);
return 0;
}
```
上述代码中,0x3f3f3f3f表示正无穷,因为最少乘法次数不可能超过矩阵个数的平方,而0x3f3f3f3f是一个比较大的数,可以作为正无穷使用。
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