用java设有四个矩阵A,B,C,D,它们的维数分别是A=5×10 B=10×20 C=20×15,D=15×5,分别使用穷举法和动态规划法求其最优加括号方法
时间: 2023-06-10 20:03:09 浏览: 46
好的,我明白了。首先,让我们来看穷举法求最优加括号方法的步骤:
1. 选定一个位置 i,将矩阵链分为两部分,第一部分是 Ai x ... x Aj,第二部分是 A(j+1) x ... x Ak。
2. 对第一部分递归使用穷举法,得到最优加括号方法,同样地对第二部分递归使用穷举法,得到最优加括号方法。
3. 将第一部分和第二部分的最优加括号方法合并,即在 Ai 和 A(j+1) 之间加上括号。
4. 对于每一个 i,得到不同的加括号方法,比较它们的乘法次数,选择乘法次数最少的作为最优加括号方法。
下面是使用穷举法求解的 Java 代码:
```
public class MatrixChainMultiplication {
public static int matrixOrder(int[] p) {
int n = p.length - 1;
int[][] m = new int[n][n];
int[][] s = new int[n][n];
for (int l = 2; l <= n; l++) {
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;
}
}
}
}
return m[0][n - 1];
}
public static void main(String[] args) {
int[] p = {5, 10, 20, 15, 5};
int result = matrixOrder(p);
System.out.println(result);
}
}
```
接下来是使用动态规划法求最优加括号方法的步骤:
1. 先计算出所有单一矩阵乘法的次数,即对角线上的元素。M[i][i]=0(i=1,2,...,n)
2. 对于矩阵链 A[i]A[i+1]...A[j],假设最后一步将乘法加在 A[k]A[k+1]...A[j] 上,然后计算左右两部分的乘法次数之和,此时得到一个中间结果 C。枚举 k 找到最小的 C。
3. 注意到一定有一个矩阵是最后与其它矩阵相乘的,因此可以按子问题规模进行递归
4. 矩阵链乘法计算顺序的存储:可在递归时记录每一次乘法所进行的位置,最后按此顺序执行
下面是使用动态规划法求解的 Java 代码:
```
public class MatrixChainMultiplication {
public static int maxCost(int[] p) {
int n = p.length;
int[][] M = new int[n][n];
for (int len = 2; len < n; len++) {
for (int i = 1; i < n - len + 1; i++) {
int j = i + len - 1;
M[i][j] = Integer.MAX_VALUE;
for (int k = i; k <= j - 1; k++) {
int cost = M[i][k] + M[k + 1][j] + p[i - 1] * p[k] * p[j];
if (cost < M[i][j])
M[i][j] = cost;
}
}
}
return M[1][n - 1];
}
public static void main(String[] args) {
int[] p = {5, 10, 20, 15, 5};
int result = maxCost(p);
System.out.println(result);
}
}
```