给定5个矩阵，维度分别为\n\na1：20*25，a2：25*5，a3：5*15，a4：15*10，a5：10*30\n\n用动态规划求解该矩阵连乘问题的最小计算量。

### 回答1：
题目描述：给定5个矩阵，维度分别为a1：20x25，a2：25x5，a3：5x15，a4：15x10，a5：10x30，用动态规划求解该矩阵连乘问题的最小计算量。

答案：这是一道动态规划的题目，解决矩阵连乘问题。使用动态规划中的记忆化搜索，维护一个矩阵q[i][j]，表示从第i个矩阵乘到第j个矩阵的最小计算量。然后通过递归计算子问题来更新q[i][j]，最终得到q[1][5]，即为该问题的最小计算量。

### 回答2：
矩阵连乘问题是一个经典的动态规划问题。给定5个矩阵，维度分别为a1：20*25，a2：25*5，a3：5*15，a4：15*10，a5：10*30，要求计算它们相乘的最小计算量。

首先需要明确，矩阵相乘的计算量是由两个矩阵的行数、列数以及它们相乘的列数决定的。因此，对于给定的这5个矩阵，可以表示为A1A2A3A4A5。

假设最优计算次序为(A1A2)(A3A4)A5，那么计算量为：

(20 * 25 * 5) + (5 * 15 * 10) + (20 * 10 * 30)

即第一个括号中的矩阵乘积需要计算20*5*25=2500次乘法和2500次加法，第二个括号中的矩阵乘积需要计算5*10*15=750次乘法和750次加法，最后一个矩阵乘积需要计算20*10*30=6000次乘法和6000次加法。

为了方便计算最小计算量，以及推导出最优计算次序，可以借助一个二维数组m[i][j]来存储子问题AiAi+1...Aj的最小计算数。m[i][j]的值可以通过以下方式递归计算：

m[i][j] = min{m[i][k] + m[k+1][j] + p(i-1)p(k)p(j)},其中i<=k<j，p(i)表示矩阵Ai的行数，p(j)表示矩阵Aj的列数。

这个递归式的意义是，假设将AiAi+1...Aj划分为两部分，即AiAi+1...Ak和Ak+1Ak+2...Aj。那么这两个部分的最小计算量可以分别递归计算出来，并加上它们相乘的计算量，就是AiAi+1...Aj的最小计算量。需要枚举k的位置，取其中最小的计算量。

为了求解m[i][j]，需要按照矩阵乘积链的长度从小到大依次计算出每一个m[i][j]的值，因为每个m[i][j]的值都依赖于之前已经计算了的m[i][k]和m[k+1][j]。最终答案就是m[1][5]，即A1A2A3A4A5的最小计算量。

具体地：

当链长为1时，m[i][i]=0。

当链长为2时，m[i][i+1]=p(i-1)p(i)p(i+1)（i为链的起点）。

当链长l>=3时，求解顺序应为从链长小到大（即从左到右、从下到上）。

计算m[i][j]的顺序为：

对于每个i，从小到大枚举l，计算出m[i][i+l-1]，直到i+l-1=n。

在计算m[i][j]时，需要先得到m[i][k]和m[k+1][j]的值，对应的p(i-1)p(k)p(j)是固定的。在枚举k的位置时，可以尝试优化，减少不必要的计算。

最后，m[1][5]就是整个问题的最小计算量，即

m[1][5] = min{m[1][2] + m[3][5] + p(0)p(2)p(5),m[1][3] + m[4][5] + p(0)p(3)p(5),m[1][4] + m[5][5] + p(0)p(4)p(5)}。 取其中的最小值即可。

这个算法的时间复杂度为O(n^3)，其中n是矩阵的个数。因此，这种算法对于较小规模的问题有较好的求解效率。

### 回答3：
矩阵连乘问题是计算多个矩阵相乘的最优计算顺序问题，也就是选择哪个先计算，哪个后计算，从而使得总计算次数最少。

已知五个矩阵，分别为a1、a2、a3、a4、a5，维度分别为20*25、25*5、5*15、15*10、10*30，要求求解这些矩阵相乘的最优计算顺序，从而最小化计算量。

解决这个问题可以使用动态规划算法，步骤如下：

1. 定义状态

在动态规划中，需要定义状态，这里定义状态为d[i][j]，表示第i个矩阵到第j个矩阵相乘的最小计算量。

2. 初始化

矩阵连乘的长度往往小于5，因此可以先将长度小于5的所有情况求出来，并将其初始化为0。

3. 转移方程

通过状态转移方程，将未知的d[i][j]求解出来。具体方程如下：

d[i][j] = min{d[i][k] + d[k+1][j] + p[i-1]*p[k]*p[j]}, i<=k<j

其中p[i-1]表示第i-1个矩阵的行数，p[k]表示第k个矩阵的列数，p[j]表示第j个矩阵的列数。

4. 解决问题

最终解为d[1][5]的值，即将所有矩阵相乘的最小计算量。

在本题中，共有5个矩阵，因此可以使用动态规划的方式求解：

1. 初始化d[i][j]为0，当i=j时，d[i][j]=0，i<j<=n。

2. 计算长度为2的最小计算量，即将相邻的两个矩阵相乘的最小计算量，d[1][2]=20*5*15=1500，d[2][3]=5*15*10=750，d[3][4]=15*10*30=4500，d[4][5]=10*30*25=7500。

3. 计算长度为3的最小计算量，即将三个相邻的矩阵相乘的最小计算量，d[1][3]=d[1][2]+d[3][3]+p[0]*p[2]*p[3]=1500+0+20*15*10=4500，d[2][4]=d[2][2]+d[3][4]+p[1]p[3]*p[4]=0+750+5*10*30=2250，d[3][5]=d[3][3]+d[4][5]+p[2]*p[4]*p[5]=0+7500+15*30*25=14250。

4. 计算长度为4的最小计算量，d[1][4]=min{d[1][2]+d[3][4]+p[0]*p[2]*p[4]，d[1][3]+d[4][4]+p[0]*p[3]*p[4]}=min{1500+2250+20*15*30，4500+0+20*10*30}=10500，d[2][5]=min{d[2][3]+d[4][5]+p[1]*p[3]*p[5]，d[2][4]+d[3][5]+p[1]*p[4]*p[5]}=min{750+7500+5*10*25，2250+14250+5*30*25}=8250。

5. 计算长度为5的最小计算量，d[1][5]=min{d[1][4]+d[5][5]+p[0]*p[4]*p[5]，d[1][3]+d[4][5]+p[0]*p[3]*p[5]，d[1][2]+d[3][5]+p[0]*p[2]*p[5]}=min{10500+0+20*30*25，4500+7500+20*10*25，1500+14250+20*15*25}=77750。

因此，将这五个矩阵按照计算量最小的方式相乘，总计算量最小为77750。