对维数为序列(5,10,3,12,5,50,6)的各矩阵,找出其矩阵链乘的一个最优加全括号。
时间: 2023-05-02 20:00:42 浏览: 63
题目中给出的数列为:5、10、3、12、5、50、6。需要找出其矩阵,找出其中一个最优加全括号的表达式。
可以使用动态规划的方法来解决该问题。设dp[i][j]表示从第i个数到第j个数的最优加括号的表达式结果,那么有以下状态转移方程式:
当i=j时,dp[i][j]=nums[i]
当i<j时,dp[i][j]=max(dp[i][k]+dp[k+1][j]+nums[i-1]*nums[k]*nums[j]),其中i<=k<j
最后得出dp[1][6]的值即为最优加括号的表达式结果,同时可以通过记录每次dp[i][j]的k值来得出完整的加括号表达式。
具体说明:对于dp[i][j],假设选择第k个数进行加括号,则dp[i][j]的值等于dp[i][k]+dp[k+1,j]+Ai-1AkAj,其中Ai-1、Ak、Aj分别为第i-1个、第k个、第j个数的值。由于k的取值可能不唯一,因此需要遍历所有可能的k值,取其中最大的一个作为最终结果。
相关问题
请分析动态规划中最长公共子序列问题和矩阵连乘问题的难点
最长公共子序列问题和矩阵连乘问题都是经典的动态规划问题,它们的难点主要在于状态转移方程的推导和优化。
对于最长公共子序列问题,定义状态 $dp[i][j]$ 表示字符串 $A$ 的前 $i$ 个字符和字符串 $B$ 的前 $j$ 个字符的最长公共子序列长度。状态转移方程为:
$$
dp[i][j] = \begin{cases}
dp[i-1][j-1] + 1, & A[i] = B[j] \\
max(dp[i-1][j], dp[i][j-1]), & A[i] \neq B[j]
\end{cases}
$$
这个方程的推导需要考虑两个字符串中的每一个字符,分别判断它们是否相等,然后根据相等或不相等的情况来转移状态。此外,这个方程还需要考虑边界条件,即当一个字符串为空时,最长公共子序列长度为 0。
对于矩阵连乘问题,定义状态 $dp[i][j]$ 表示矩阵链 $A_iA_{i+1}\cdots A_j$ 的最小乘法次数。状态转移方程为:
$$
dp[i][j] = \begin{cases}
0, & i = j \\
\min\limits_{i \leq k < j} \{dp[i][k] + dp[k+1][j] + p_{i-1}p_kp_j\}, & i < j
\end{cases}
$$
这个方程的推导需要考虑矩阵链中的每一个位置,找出所有可能的断点,然后根据断点将矩阵链分成两个子链,分别计算它们的最小乘法次数,最后加上子链相乘的次数即可。此外,这个方程还需要考虑边界条件,即当矩阵链长度为 1 时,最小乘法次数为 0。
总的来说,最长公共子序列问题和矩阵连乘问题的难点在于状态转移方程的推导和优化,需要仔细分析问题,找出问题的子结构和状态之间的关系,并且合理地设计状态转移方程。
查找一个只包含0和1的矩阵中每行最长的连续1序列。
### 回答1:
题目描述:给定一个只包含0和1的矩阵,要求找出每行最长的连续1序列。
解题思路:遍历每一行,用一个计数器记录当前连续的1的个数,如果遇到0则将计数器清零,同时记录当前最长的连续1序列长度。最后将每行的最长连续1序列长度存储到一个数组中返回即可。
代码示例:
```python
def find_longest_ones(matrix):
res = []
for row in matrix:
count = 0
max_len = 0
for num in row:
if num == 1:
count += 1
max_len = max(max_len, count)
else:
count = 0
res.append(max_len)
return res
```
时间复杂度:O(mn),其中m为矩阵的行数,n为矩阵的列数。
### 回答2:
首先,我们要明确要解决的问题是在一个只包含0和1的矩阵中找到每行最长的连续1序列。这个问题可以用多种算法来解决,下面我介绍一种常用的动态规划算法。
1. 定义状态
我们用 $dp[i][j]$ 表示以第 $i$ 行、第 $j$ 列为结尾的最长连续1的长度。因此,如果当前位置为0,那么 $dp[i][j]$ = 0。
2. 状态转移方程
状态转移方程分两种情况:
- 当前位置为1时,$dp[i][j] = dp[i][j-1]+1$,即当前位置的值为前一个位置的值加1。
- 当前位置为0时,$dp[i][j]=0$,即当前位置的值为0。
3. 初始状态
第一列的初始状态均为本身的值,即 $dp[i][0]=matrix[i][0]$。
4. 求解
根据状态转移方程,我们可以求得每个位置的最长连续1序列长度,每个位置的值就代表了以该位置为结尾的最长连续1序列长度。
遍历整个矩阵,更新当前行最长连续1序列长度 max_len,如果遍历到了一行的最后一个位置,就更新该行的最终最长连续1序列长度 max_len_row,然后将 max_len 和 max_len_row 进行比较,取其中更大的值作为该行的最长连续1序列长度。
遍历完所有行之后,就可以得到每行的最长连续1序列长度。
5. 时间复杂度
遍历整个矩阵的时间复杂度为 $O(mn)$,其中 $m$ 是矩阵的行数,$n$ 是矩阵的列数,状态转移的时间复杂度是 $O(1)$,因此总的时间复杂度为 $O(mn)$。
6. 总结
通过动态规划算法,我们可以高效地找到一个只包含0和1的矩阵中每行最长的连续1序列。这种算法思想可以拓展到其他问题中,是一种非常实用的算法思想。
### 回答3:
首先,我们需要将每行的连续1序列长度进行计算。可以使用动态规划来处理这个问题。设f(i,j)为矩阵中第i行第j个位置上最长的连续1序列长度。其中,若第i行第j个位置为0,则f(i,j)=0,否则:
f(i,j) = f(i,j-1) + 1
这里的f(i,j-1)表示第i行第j-1个位置上最长的连续1序列长度,如果该位置上的元素是1,那么在当前位置再加上1就能计算出当前位置上最长的连续1序列长度。如果该位置上的元素是0,那么当前连续1序列长度就中断了,f(i,j)应该为0。
得到每行的连续1序列长度后,可以再次使用动态规划算法来求出整个矩阵中每行最长的连续1序列长度。
设g(i,j)为矩阵中第i行以第j个位置结尾的最长连续1序列长度。如果第i行第j个位置为0,那么g(i,j)就为0。否则:
g(i,j) = g(i,j-1) + 1
这里的g(i,j-1)表示第i行第j-1个位置上以1结尾的最长连续1序列长度,如果该位置上的元素是1,那么在当前位置再加上1就能计算出当前位置上以1结尾的最长连续1序列长度。如果该位置上的元素是0,那么当前以1结尾的连续1序列就中断了,g(i,j)应该为f(i,j)。
最后,扫描整个矩阵,取每行的最大值即可。该算法的时间复杂度为O(mn),其中m和n分别表示矩阵的行数和列数。