LeetCode學習:動態規劃 矩陣連乘

基本思想:待求解問題分解成若干個子問題,先求解子問題,然後從這些子問題的解得到原問題的解。與分治法不同:子問題往往不是互相獨立。

特徵:1.最優解包含着其子問題的最優解(最優子結構)。2.子問題重疊性質。

用一個表來記錄所有已解決的子問題的答案。不管該子問題是否被用到,只要它被計算過,就將其結過填入表中。

設計算法步驟:

(1)找出最優解的性質,並刻畫其結構特徵。

(2)遞歸地定義最優解。

(3)以自底向上的方式計算出最優值。

(4)根據計算最優值時得到的信息,構造最優解。

 

備忘錄方法是動態規劃算法的變形。與動態規劃算法一樣,備忘錄方法用表格保存已解決的子問題的答案,在下次需要解此子問題時,只要簡單地查看該子問題的解答,而不必重新計算。

與動態規劃不同的是:1.備忘錄方法的遞歸方式是自頂向下。2.動態規劃算法則是自底向上遞歸的。

一、矩陣連乘問題:

建立遞歸關係:

 #include<iostream>
 using namespace std;
  
 static void matrixChain(int p[],int m[][7],int s[][7],int n)//m存最優值,s存斷開位置。 
 {
	 for(int i=1;i<=n;i++)m[i][i]=0;
	 for(int r=2;r<=n;r++)//r子問題個數 
	 	for(int i=1;i<=n-r+1;i++)
		 {
 			int j=i+r-1;
 			m[i][j]=m[i+1][j]+p[i-1]*p[i]*p[j];//m[i][i]=0,從i處分開
			s[i][j]=i;
			for(int k=i+1;k<j;k++)
			{
				int t=m[i][k]+m[k+1][j]+p[i-1]*p[k]*p[j];//k爲可分開的位置,遍歷得到最小值
				if(t<m[i][j]){
					m[i][j]=t;
					s[i][j]=k;
				} 
			} 
 		}	
 } 
 
 static void traceback(int s[][7],int i,int j)
 {
 	if(i==j) return;
	traceback(s,i,s[i][j]);
	traceback(s,s[i][j]+1,j);
	//System.out.println("Multiply A"+i+","+s[i][j]+"and A"+(s[i][j]+1)+","+j);
	cout<<"Multiply A"<<i<<","<<s[i][j]<<"and A"<<(s[i][j]+1)<<","<<j<<endl;
 }
 int main()
 {
 	int p[]={30,35,15,5,10,20,25};
 	int m[7][7];
 	int s[7][7];
 	matrixChain(p,m,s,6);
	for(int i=1;i<=6;i++)
	{
		for(int j=i;j<=6;j++)
		{
			cout<<m[i][j]<<" ";
		}
		cout<<endl;
	} 
	traceback(s,1,6);
 }

 

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