一.问题描述  

  与分治法不同的是动归的子问题间不是相互独立的,前一个往往为后一个提供信息。 

  看下面一个例子,计算三个矩阵连乘{A1,A2,A3};维数分别为10*100 , 100*5 , 5*50   按此顺序计算需要的次数((A1*A2)*A3):10X100X5+10X5X50=7500次   按此顺序计算需要的次数(A1*(A2*A3)):10X5X50+10X100X50=75000次  

  所以问题是:如何确定运算顺序,可以使计算量达到最小化。  

二.问题分析

  枚举显然不可,如果枚举的话,相当于一个“完全加括号问题”,次数为卡特兰数,卡特兰数指数增长,必然不行。  

  令m[i][j]表示第i个矩阵至第j个矩阵这段的最优解。 显然如果i=j,则m[i][j]这段中就一个矩阵,需要计算的次数为0;如果i>j,则m[i][j]=min{m[i][k]+m[k+1][j]+p[i-1]Xp[k]Xp[j]},其中k,在i与j之间游荡,所以i<=k<j ;

  注意的问题:计算顺序!!!   因为你要保证在计算m[i][j]查找m[i][k]和m[k+1][j]的时候,m[i][k]和m[k+1][j]已经计算出来了。

  下面采用记忆化搜索实现。

三.程序实现

  



1 #include <iostream>   
2 using namespace std;
3 const int N = 105;
4 int c[N][N],s[N][N],p[N];
5
6 //根据s[][]记录的各个子段的最优解,将其输出
7 void traceback(int i,int j)
8 {
9 if(i==j)
10 return ;
11 traceback(i,s[i][j]);
12 traceback(s[i][j]+1,j);
13 cout<<"Multiply A"<<i<<","<<s[i][j]<<"and A"<<s[i][j]+1<<","<<j<<endl;
14 }
15
16 int chain(int i,int j)
17 {
18 if(c[i][j]>0)
19 return c[i][j];
20 if(i==j)
21 return 0;
22 //初始化
23 int u=chain(i,i)+chain(i+1,j)+p[i-1]*p[i]*p[j];
24 s[i][j]=i;
25 for(int k=i+1;k<j;k++)
26 {
27 int t=chain(i,k)+chain(k+1,j)+p[i-1]*p[k]*p[j];
28 if(t<u)
29 {
30 u=t;
31 s[i][j]=k;
32 }
33
34
35 }
36 c[i][j]=u;
37 return u;
38 }
39 int main(int argc, char *argv[])
40 {
41 int n,i,j;
42 cin>>n;
43 for(i=0;i<=n;i++)
44 cin>>p[i];
45 cout<<chain(1,n)<<endl;
46 traceback(1,n);
47 //while(1);
48 return 0;
49 }