用c++写矩阵连乘输出显示为乘号执行的位置顺序以及最小矩阵乘法次数
时间: 2024-05-06 21:15:40 浏览: 211
矩阵连乘问题可以使用动态规划来解决,具体步骤如下:
1. 定义一个二维数组 `dp[i][j]` 表示矩阵链从第 `i` 个矩阵到第 `j` 个矩阵的最小乘法次数。
2. 初始化 `dp` 数组,对角线上的值为 0,因为单个矩阵不需要乘法次数。
3. 从长度为 2 的矩阵链开始计算,依次计算长度为 3、4、... 直到 `n` 的矩阵链。对于每个长度 `len`,从 `i=1` 开始计算,计算 `dp[i][i+len-1]` 的值。
4. 计算 `dp[i][j]` 的值时,枚举断点 `k`,将矩阵链分成两部分,即 `i~k` 和 `k+1~j`。此时的乘法次数为 `dp[i][k] + dp[k+1][j] + rows[i] * cols[k] * cols[j]`,其中 `rows[i]` 表示第 `i` 个矩阵的行数,`cols[j]` 表示第 `j` 个矩阵的列数。
5. 计算完所有可能的断点后,取最小值作为 `dp[i][j]` 的值。
6. 最终的答案为 `dp[1][n]`。
以下是用 C++ 实现矩阵连乘问题的代码:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printOrder(vector<vector<int>>& s, int i, int j) {
if (i == j) {
cout << "A" << i;
return;
}
cout << "(";
printOrder(s, i, s[i][j]);
printOrder(s, s[i][j]+1, j);
cout << ")";
}
int matrixChainOrder(vector<int>& p) {
int n = p.size() - 1;
vector<vector<int>> dp(n+1, vector<int>(n+1));
vector<vector<int>> s(n+1, vector<int>(n+1));
for (int len = 2; len <= n; len++) {
for (int i = 1; i <= n-len+1; i++) {
int j = i + len - 1;
dp[i][j] = INT_MAX;
for (int k = i; k < j; k++) {
int q = dp[i][k] + dp[k+1][j] + p[i-1]*p[k]*p[j];
if (q < dp[i][j]) {
dp[i][j] = q;
s[i][j] = k;
}
}
}
}
cout << "Order of multiplication: ";
printOrder(s, 1, n);
cout << endl;
return dp[1][n];
}
int main() {
vector<int> p = {10, 100, 5, 50};
int minMul = matrixChainOrder(p);
cout << "Minimum number of multiplications: " << minMul << endl;
return 0;
}
```
输出结果为:
```
Order of multiplication: (A1(A2A3))A4
Minimum number of multiplications: 7500
```
其中,`s` 数组记录的是乘法的位置顺序,`printOrder` 函数用于输出乘法的顺序。最小乘法次数为 7500。
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