矩阵链乘法

矩阵A和矩阵B能够相乘,只有当矩阵A和矩阵B相容

矩阵链乘法的前提就是降低矩阵的乘法规模。之所以可以这样,是因为矩阵相乘满足结合律。

我们可以这样去想,我们使用使用一个分割线,把矩阵链分成两份,一份左,一份右,如果左右的矩阵链的乘法次数最少,那么分割线处的乘法次数有如下等式:


公式一
公式二

代码如下:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iomanip>
using namespace std;

struct S_Matrix {
    int X;
    int Y;

    S_Matrix(int x, int y) 
    {
        X = x;
        Y = y;
    }
};

void Output(const vector<vector<int> > & vecNum)
{
    for (int i=0; i<vecNum.size(); ++i) {
        for (int j=0; j<vecNum[i].size(); ++j) {
            cout << setw(10) << vecNum[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
}

void OutputMatrixVec(const vector<S_Matrix> & vecMatrix) 
{
    for (int i=0; i<vecMatrix.size(); ++i) {
        cout << vecMatrix[i].X << "X" << vecMatrix[i].Y << " ";
    }
    cout << endl;
}

int MinTimes(const vector<S_Matrix> & vecMatrix, int s, int e, vector<vector<int> > & vecRec, vector<vector<int> > & vecS)
{
    if (s == e) return 0;
    if (s < e && vecRec[s][e] > 0) return vecRec[s][e];

    int nMin = -1;
    int nK   = s;
    for (int i=s; i<e; ++i) {
        int nTimes = MinTimes(vecMatrix, s, i, vecRec, vecS) + MinTimes(vecMatrix, i+1, e, vecRec, vecS) + vecMatrix[s].X * vecMatrix[i].Y * vecMatrix[e].Y;
        if (nMin == -1) {
            nMin = nTimes;
            nK   = i;
        } else if (nMin > nTimes) {
            nMin = nTimes;
            nK   = i;
        }
    }
    vecRec[s][e] = nMin;
    vecS[s][e]   = nK;

    return nMin;
}

int MinTimes2(const vector<S_Matrix> & vecMatrix)
{
    int N = vecMatrix.size();
    vector<vector<int> > vecRec(N, vector<int>(N, 0));
    vector<vector<int> > vecS(N, vector<int>(N, -1));

    return  MinTimes(vecMatrix, 0, N-1, vecRec, vecS);
}

void PrintOptimalParens(const vector<vector<int> > & vecS, int i, int j) 
{
    if (i == j)
        cout << "A[" << i << "]";
    else {
        cout << "( ";

        PrintOptimalParens(vecS, i, vecS[i][j]);
        PrintOptimalParens(vecS, vecS[i][j]+1, j);

        cout << " )";
    }
} 

int OutPutMatrix(const vector<S_Matrix> & vecMatrix) 
{
    int N = vecMatrix.size();
    vector<vector<int> > vecRec(N, vector<int>(N, 0));
    vector<vector<int> > vecS(N, vector<int>(N, -1));

    MinTimes(vecMatrix, 0, N-1, vecRec, vecS);

    PrintOptimalParens(vecS, 0, N-1);
    cout << endl;
}

int main(int argc, char ** argv)
{
    vector<S_Matrix> vecMatrix = {
        S_Matrix( 30 , 35 ),
        S_Matrix( 35 , 15 ),
        S_Matrix( 15 , 5  ),
        S_Matrix( 5  , 10 ),
        S_Matrix( 10 , 20 ),
        S_Matrix( 20 , 25 ),
    };

    cout << "输入:";
    OutputMatrixVec(vecMatrix);
    
    cout << "最少计算的乘法次数:" << MinTimes2(vecMatrix) << endl;

    cout << "输出:";
    OutPutMatrix(vecMatrix);
    
    return 0;
}

代码我没有使用《算法导论》上的代码,主要原因是,书山的代码并不好理解,但是,书上的代码是精炼的,如果可以,我希望我有一天能把书上的代码编辑一边!
递归这种思维模式很适合数学公式的编写。尤其是通项公式。但是,递归的转化也是计算机的一种任务,不过递归所代码的代码开销在未来的计算机上会越来越小,所以,递归的编写方式是基本的,必须要掌握~

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,319评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,801评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,567评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,156评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,019评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,090评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,500评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,192评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,474评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,566评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,338评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,212评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,572评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,890评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,169评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,478评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,661评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容

  • 递归算法: 迭代算法: 分析 递归算法:规模为n的问题,有n个递归,每个递归又有相应矩阵个数个递归,故T(n)=T...
    moosoo阅读 677评论 0 0
  • 阅读经典——《算法导论》03 矩阵乘法是种极其耗时的运算。 以C = A • B为例,其中A和B都是 n x n ...
    金戈大王阅读 27,001评论 10 24
  • 矩阵乘法的Strassen 这个算法就是在矩阵乘法中采用分治法,能够有效的提高算法的效率。 先来看看咱们在高等代数...
    Moonsmile阅读 2,555评论 4 2
  • 归纳法是从现象提炼出猜想,是从特殊推出一般的方法,归纳法得出的结论不一定是对的,需要我们大胆的去猜想,不断的总结归...
    耿婷婷GTT阅读 220评论 0 0
  • 图为毕业时期,与朋友在北京大观园拍的旗袍装,那时候齐腰长发未绞去。 《那些年,我在北京》夜夕/著 北京,无数青年怀...
    夜木兮阅读 1,327评论 6 5