给定n个矩阵{A1,A2.......An},其中Ai与Ai+1是可乘的,i=1,2.........n-1。如何确定计算矩阵连乘积的计算次序,使得依此次序计算矩阵连乘的积所需要的乘次数最少。求解该问题,使用动态规划法,并分析时间复杂度。
时间: 2024-03-28 15:39:15 浏览: 301
矩阵连乘问题 给定n个矩阵{A1,A2,…,An},其中Ai与Ai+1是可乘的,i=1,2 ,…,n-1。如何确定计算矩阵连乘积的计算次序,使得依此次序计算矩阵连乘积需要的数乘次数最少。
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这是一个经典的矩阵链乘法问题,可以使用动态规划算法来解决。
首先定义状态:设m[i][j]表示计算Ai到Aj的矩阵连乘积所需的最少乘法次数,则原问题的解为m[1][n]。
接着考虑状态转移方程:对于任意i<=k<j,将矩阵链划分为两部分,即Ai...Ak和Ak+1...Aj,其计算次数为m[i][k]+m[k+1][j]+pi-1*pk*pj,其中pi-1、pk、pj分别为这三个矩阵相乘时的行数、列数和列数。因此,状态转移方程为:
m[i][j] = min{m[i][k]+m[k+1][j]+pi-1*pk*pj},其中i<=k<j
最后,考虑边界条件:当i=j时,m[i][j]=0。
按照上述状态转移方程和边界条件,我们可以使用动态规划算法求解该问题。具体来说,可以按照矩阵链长度从小到大的顺序,依次计算m[i][j],直到计算出m[1][n]为止。
时间复杂度为O(n^3),其中n为矩阵个数。因此,该算法的时间复杂度较低,可以较好地解决中等规模的矩阵链乘法问题。
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