Optimal Array Multiplication Sequence UVA - 348 (最优矩阵链乘+递归输出路径+区间dp)

本文主要是介绍Optimal Array Multiplication Sequence UVA - 348 (最优矩阵链乘+递归输出路径+区间dp),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

题目链接:https://vjudge.net/problem/19208/origin

题目大意:

对于一个a*b和b*c的矩阵相乘的结果为a*b*c, 如果有三个矩阵相乘就是a*b b*c c*d 这三个矩阵相乘,因为满足结合律,所以可以先乘后两个,再和第一个相乘。由于先乘那一对矩阵决定了运算量的大小,所以让你计算怎么结合相乘能使得运算量最小。

那么什么是运算量的大小呢:比如有三个矩阵为 2*3 3*4  4*5 的,如果先算前两个在和第三个相乘的话会得出2*3*4=>(变为)2*4的矩阵,在加上2*4*5得到2*5的矩阵,运算量为2*3*4+2*4*5=64;

而先算后两个得到3*4*5+2*3*5=90显然第一个运算量小。

然后给出每个矩阵的大小a和b。然后要求用括号分开输出。

ps:紫书p277

这是一个典型的区间dp问题,在递归打印的时候也是特别的典型,值得多做几遍。这里以每个矩阵进行dp,我要求的是从第一个到最后一个的矩阵的最小运算量。那么对于A1 X A2 X A3 X A4 X A5 X A6 X A7而言的话,我枚举每一个乘号作为分割点,假设以第三个乘号为分割点,那么就为(A1 X A2 X A3)X(A4 X A5 X A6 X A7),显然我已经把它分为两部分,然后在对这两部分进行枚举分割求值即可。课可见用记忆化搜索是比较好理解的。边界是当为一个矩阵是运算量自然是0.

那么转台转移方程为:dp[i][j]=min(dfs(i,k)+dfs(k+1,j)+a[i]*b[k]*b[j]),在这里为什么要求a[i]*b[k]*b[j]呢?因为我求的运算量,要吧每一步得运算量加起来,当我进行到此时这一步的时候,其运算量就是三个矩阵(这时把dfs(i,k)和dfs(k+1,j))都当成的一个矩阵看待,那么他的运算量就是a[i]*b[k]*b[j]了。

  还有一个大问题就是怎么输出路径呢。因为所谓的路径就是加上括号和乘号,当然在每个矩阵的后面都要有一个乘号(最后一个除外),然而括号是在我求dp的过程中而记录下来的,因为当我在第k个乘号那更新dp[i][j]的时候,也就说明我要在这时加括号,那么我就进行标记一下,让在i~j的区间k处加上左括号,回溯时补上右括号就行了

#include <iostream>
#include <bits/stdc++.h>
#define INF 0x3f3f3f3fusing namespace std;
int a[50],b[50];
int dp[50][50];
int path[50][50];
int dfs(int i,int j)
{int &ans=dp[i][j];if(ans<INF)return ans;if(i==j)ans=0;else{for(int k=i;k<j;k++){int ret=dfs(i,k)+dfs(k+1,j)+a[i]*b[k]*b[j];if(ans>ret){ans=ret;path[i][j]=k;}}}return ans;
}
void pr(int i,int j)
{if(i==j){printf("A%d",i);return ;}printf("(");for(int k=i;k<j;k++){if(path[i][j]==k){pr(i,k);printf(" x ");pr(k+1,j);break;}}printf(")");
}
int main()
{int n;int w;w=0;while(scanf("%d",&n),n){for(int i=1;i<=n;i++){scanf("%d%d",&a[i],&b[i]);}memset(dp,INF,sizeof(dp));memset(path,0,sizeof(path));dp[1][n]=dfs(1,n);printf("Case %d: ",++w);pr(1,n);printf("\n");}return 0;
}


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