编程给出矩阵链连乘顺序问题,5个矩阵,分别为13*7、7*10、10*4、4*9和9*12。程序代码和实验结果截图提交。
时间: 2024-11-15 20:24:22 浏览: 2
矩阵连乘_矩阵连乘问题_
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矩阵链连乘问题是计算机科学中的经典动态规划问题,涉及优化计算多个矩阵相乘的顺序,以减少总的乘法操作次数。给定一系列矩阵,目标是最优地确定它们的乘法序列,使得总运算量最小。在这个例子中,假设矩阵A为13x7,B为7x10,C为10x4,D为4x9,E为9x12。
程序通常会使用递归的方式解决这个问题,首先计算所有可能的子问题,然后选择最优解。以下是一个简单的Python伪代码示例:
```python
def matrix_chain_order(p, n):
# p[i][j] 表示p[i..j]子串中最小的乘积
dp = [[0 for _ in range(n)] for _ in range(n)]
# 计算并填充dp数组
for l in range(2, n):
for i in range(1, n - l + 1):
j = i + l - 1
dp[i][j] = float('inf') # 初始值设为无穷大
for k in range(i, j): # 遍历中间节点
temp = dp[i][k] + dp[k+1][j] + p[i-1]*p[k]*p[j]
if temp < dp[i][j]:
dp[i][j] = temp
# 返回最短路径
return dp[1][n-1], optimal_sequence(dp, p, 1, n-1)
# 辅助函数用于找到最优路径
def optimal_sequence(dp, p, start, end):
if start == end:
return start
else:
min_val = float('inf')
best_k = None
for k in range(start, end):
if dp[start][end] == dp[start][k] + dp[k+1][end] + p[start-1]*p[k]*p[end]:
if min_val > dp[start][k]:
min_val = dp[start][k]
best_k = k
return best_k + 1
# 输入矩阵维度
matrix_sizes = [13, 7, 10, 4, 9]
p = [matrix_sizes[i]*matrix_sizes[j] for i in range(len(matrix_sizes)) for j in range(i)]
optimal_cost, optimal_order = matrix_chain_order(p, len(matrix_sizes))
print(f"最小乘法成本:{optimal_cost}")
print("最优顺序(矩阵索引从0开始计数):", optimal_order)
```
请注意,这只是一个简化的描述,实际的代码实现可能会更复杂,并可能需要图形界面展示实验结果,包括每个步骤的决策过程和最终的成本。
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