動態規劃(二)

2021-08-16 18:12:17 字數 1758 閱讀 6977

矩陣鏈乘法問題

給定n個矩陣的鏈,矩陣ai的規模為p(i-1)*pi(1<=i<=n),求完全括號化方案,使得計算乘積a1a2...an所需標量乘法次數最少。

比如矩陣鏈相乘,不同的加括號方式會導致不同的計算代價。假定三個矩陣的規模為10*100、100*5、5*50。若按((a1a2)a3)計算,a1a2需要做10*100*5=5000次標量乘法(根據矩陣相乘**得出所述計算方法),再與a3相乘又需要做10*5*50=2500次標量乘法,合起來共需7500次標量乘法。若按(a1(a2a3))的順序,計算a2a3需要做100*5*50=25000次標量乘法,a1再與之相乘又需10*100*50=50000次標量乘法,合起來共需75000次標量乘法。

整體思路

為方便,用aij表示aia(i+1)...aj乘積的結果矩陣。進行括號化,也就是在某個ak和a(k+1)之間將矩陣鏈分開。所以,解決辦法就是先計算矩陣a(i...k)的計算代價,加上矩陣a(k+1...j)的計算代價,再加上兩者相乘的計算代價即為最小計算代價。

**

matrix-chain-order(p)  

for i=1 to n //長度為1的鏈的最小計算代價為0

m[i,j]=0

for l=2 to n //l代表鏈的長度,由小到大,因為鏈長的計算依賴於較短的鏈

for i=1 to n-l+1 //根據鏈的長度計算所要求的m[i,j]中的i,i的最大值要有限定,否則有可能超出給定的矩陣鏈(比如矩陣鏈是0

//a2...a6,假定鏈長為3,那麼i最大為4,若i=5,則需要a7。)

j=i+l-1 //根據鏈的長度l和i的值計算j的值

m[i,j]=100000000 //先給定乙個比所有計算結果都大的值

for k=i to j-1 //k為可能的矩陣鏈的分割點位置

q=m[i,k]+m[k+1,j]+p(i-1)p(k)p(j) //計算對應的代價

if q

最長公共子串行問題

給定兩個序列x=和y=,求x和y長度最長的公共子串行。

偽**lcs-length(x,y)

m=x.length

n=y.length

for i=1 to m //若乙個序列長度為0,那麼lcs的長度為0

c[i,0]=0

for j=0 to n //同上

c[0,j]=0

for i=1 to m 由遞迴解計算lcs的長度

for j=1 to n

if xi==yi

c[i,j]=c[i-1,j-1]+1

b[i,j]="↖" //表示xi=yj是lcs的乙個元素

else if c[i-1,j]>=c[i,j-1]

c[i,j]=c[i-1,j]

b[i,j]="↑"

else

c[i,j]=c[i,j-1]

b[i,j]="←"

return c and b

列印lcs
print-lcs(b,x,i,j)

if i==0 or j==0

return 0

if b[i,j]=="↖"

print-lcs(b,x,i-1,j-1)

print xi

else if b[i,j]=="↑"

print-lcs(b,x,i-1,j)

else

print-lcs(b,x,i,j-1)

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