给定矩阵的尺寸数组b,使用动态规划算法计算它们的最少数乘次数。 输入: 尺寸数组b 输出:最优值表m,完整路径表s及最少数乘次数 使用Java实现。
时间: 2024-11-30 16:17:44 浏览: 3
在Java中,我们可以使用动态规划来解决给定矩阵的最小乘次数问题。这个经典的二维动态规划问题通常称为“最小覆盖”或“最少操作数”。假设矩阵是一个由整数组成的二维数组,我们需要找到一个最小的操作序列,使得每个元素至少被乘一次。
以下是使用动态规划求解这个问题的一个基本步骤:
1. 初始化:创建两个同样大小的二维数组m和s,其中m[i][j]表示将从左上角到(i, j)位置的子矩阵通过最小操作数乘法得到所需的最小次数,初始所有元素设为i * j,因为每一个元素至少需要乘一次。
2. 动态规划状态转移方程:
- 如果a[i][j] >= a[i-1][j] && a[i][j] >= a[i][j-1][j], m[i][j-1])。
- 否则,选择一个较小的操作数(a[i-1][j] 或 a[i][j-1]),并加上1,更新结果:m[i][j] = 1 + min(m[i-1][j], m[i][j-1])。
3. 跟踪路径:同时记录每次更新操作数的时候,是从哪一侧复制的值,用于构建完整的路径。
4. 最终结果:m[n][n]就是最终的最小乘次数,其中n是矩阵的长度。s数组可以用于重建路径。
```java
public class MinMultiplication {
public int minOperations(int[][] b) {
int n = b.length;
int[][] m = new int[n][n];
int[][] s = new int[n][n];
// 初始化
for (int i = 0; i < n; i++) {
m[i][i] = b[i][i];
s[i][i] = 'D'; // D代表当前元素
}
// 动态规划
for (int i = 1; i < n; i++) {
for (int j = i; j < n; j++) {
if (b[i][j] >= b[i - 1][j];
s[i][j] = 'U';
} else if (b[i][j] >= b[i][j - 1]) {
m[i][j] = m[i][j - 1];
s[i][j] = 'L';
} else {
m[i][j] = 1 + Math.min(m[i - 1][j], m[i][j - 1]);
if (b[i - 1][j] <= b[i][j - 1]) {
s[i][j] = 'U';
} else {
s[i][j] = 'L';
}
}
}
}
return m[n - 1][n - 1];
}
// 返回完整路径
public String[] getRoute(int[][] s) {
// 构建路径
StringBuilder path = new StringBuilder();
int i = n - 1, j = n - 1;
while (i > 0 || j > 0) {
char direction = s[i][j];
switch (direction) {
case 'U':
i--;
break;
case 'L':
j--;
break;
default:
path.append(direction);
i--;
j--;
break;
}
}
return path.toString().split("");
}
}
```
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