c++使用动态规划实现矩阵乘法运算,要求时间复杂度低
时间: 2024-01-06 16:07:13 浏览: 63
基于C++实现的动态规划.zip
使用动态规划实现矩阵乘法可以将时间复杂度优化至 O(n^3),以下是实现过程:
假设有 n 个矩阵需要相乘,第 i 个矩阵的维度为 d[i-1] * d[i],其中 d[0] ~ d[n-1] 分别表示 n 个矩阵的维度。
定义 dp[i][j] 表示从第 i 个矩阵到第 j 个矩阵相乘的最小代价(即最少需要的标量乘法次数)。则有:
dp[i][j] = 0 (i == j)
dp[i][j] = min{dp[i][k]+dp[k+1][j]+d[i-1]*d[k]*d[j]} (i <= k < j)
其中,dp[i][k] 表示从第 i 个矩阵到第 k 个矩阵相乘的最小代价,dp[k+1][j] 表示从第 k+1 个矩阵到第 j 个矩阵相乘的最小代价,d[i-1]*d[k]*d[j] 表示从第 i 个矩阵到第 k 个矩阵再到第 j 个矩阵相乘的标量乘法次数。
使用上述递推公式,可以利用动态规划求解出 dp[1][n],即从第 1 个矩阵到第 n 个矩阵相乘的最小代价。时间复杂度为 O(n^3)。
以下是 C++ 代码实现:
```
const int MAXN = 1005;
int d[MAXN];
int dp[MAXN][MAXN];
int matrixMultiply(int n) {
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++) {
dp[i][j] = min(dp[i][j], dp[i][k] + dp[k+1][j] + d[i-1]*d[k]*d[j]);
}
}
}
return dp[1][n];
}
```
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