设计一个动态规划算法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。程序运行结束时,将矩阵连乘的加括号方式以及所计算的乘法次数输出的java代码
时间: 2024-02-26 15:57:13 浏览: 63
好的,以下是Java实现代码:
```java
public class MatrixChainMultiplication {
public static void main(String[] args) {
int[] p = {30, 35, 15, 5, 10, 20, 25}; // 矩阵维度
int n = p.length - 1; // 矩阵数量
int[][] m = new int[n][n]; // 存储最小数乘次数
int[][] s = new int[n][n]; // 存储最优计算次序
// 初始化m[i][i]
for (int i = 0; i < n; i++) {
m[i][i] = 0;
}
// 计算m[i][j]和s[i][j]
for (int l = 2; l <= n; l++) { // 子问题规模从2到n
for (int i = 0; i < n - l + 1; i++) {
int j = i + l - 1;
m[i][j] = Integer.MAX_VALUE;
for (int k = i; k < j; k++) {
int q = m[i][k] + m[k + 1][j] + p[i] * p[k + 1] * p[j + 1];
if (q < m[i][j]) {
m[i][j] = q;
s[i][j] = k;
}
}
}
}
// 输出最小数乘次数和最优计算次序
System.out.println("Minimum number of multiplications: " + m[0][n - 1]);
System.out.print("Optimal parenthesization: ");
printOptimalParens(s, 0, n - 1);
}
// 递归输出加括号方式
private static void printOptimalParens(int[][] s, int i, int j) {
if (i == j) {
System.out.print("A_" + i);
} else {
System.out.print("(");
printOptimalParens(s, i, s[i][j]);
printOptimalParens(s, s[i][j] + 1, j);
System.out.print(")");
}
}
}
```
这里假设我们有 $6$ 个矩阵,维度分别为 $30 \times 35, 35 \times 15, 15 \times 5, 5 \times 10, 10 \times 20, 20 \times 25$,并将它们存储在数组 $p$ 中。可以根据需要修改这个数组。
在主函数中,首先定义两个二维数组 $m$ 和 $s$,分别存储最小的数乘次数和最优的计算次序。然后计算这两个数组的值,并输出最小数乘次数和最优的加括号方式。
其中 `printOptimalParens` 函数根据 $s$ 数组的值递归输出加括号方式。
希望这段代码能够帮助到你!
阅读全文