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动态规划算法与分治法类似,其基本思想也是将待求解问题分解成若干个子问题.但是经分解得到的子问题往往不是互相独立的。
不同子问题的数目常常只有多项式量级。在用分治法求解时,有些子问题被重复计算了许多次。
如果能够保存已解决的子问题的答案,而在需要时再找出已求得的答案,就可以避免大量重复计算,从而得到多项式时间算法。
基本思想: 将待求解的问题分解成若干个子问题,先求解子问题,然后从这些子问题的解得到原问题的解。
基本要素: 最优子结构性质和重叠子问题性质
与分治法的区别:
分治算法是把原问题分解为若干个子问题,自顶向下求解子问题,合并子问题的解,从而得到原问题的解。动态规划也是把原始问题分解为若干个子问题,然后自底向上,先求解最小的子问题,把结果存在表格中,在求解大的子问题时,直接从表格中查询小的子问题的解,避免重复计算,从而提高算法效率。
问题:给定n个矩阵{A1,A2,…,An},其中,Ai与Ai+1是可乘的,(i=1,2 ,…,n-1)。用加括号的方法表示矩阵连乘的次序,不同的计算次序计算量(乘法次数)是不同的,找出一种加括号的方法,使得矩阵连乘的次数最小
解决思路:
A[i:j] 表示矩阵 i 到 j 的连乘
假设在第 k 位置上找到最优解,则问题变成了两个子问题:A[i:k] , A[k+1,j]
用 m[i][j] 表示矩阵连乘的最优值,那么两个子问题对应的最优值变成 m[i][k], m[k+1][j],且原问题的最优值为 m[1][n]。
伪代码
public static void matrixChain(int[] p,int[][] m,int[][] s){ int n = p.length-1; for(int i=1;i<=n;i++) m[i][i] = 0; for(int r=2;r<=n;r++){ //矩阵连乘的规模为r for(int i=1;i<=n;i++){ int j=i+r-1; m[i][j] = m[i+1][j] + p[i-1]*p[i]p[j]; for(int k=i+1;k<j;k++){ int t = m[i][k]+m[k+1][j] + p[i-1]*p[i]*p[j]; if(t<m[i][j]){ m[i][j] = t; s[i][j] = k; }
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