蓝桥杯算法提高矩阵乘法 java90分版，c++100分版

问题描述

　　有n个矩阵，大小分别为a0*a1, a1*a2, a2*a3, ..., a[n-1]*a[n]，现要将它们依次相乘，只能使用结合率，求最少需要多少次运算。
　　两个大小分别为p*q和q*r的矩阵相乘时的运算次数计为p*q*r。

输入格式

　　输入的第一行包含一个整数n，表示矩阵的个数。
　　第二行包含n+1个数，表示给定的矩阵。

输出格式

　　输出一个整数，表示最少的运算次数。

样例输入

3
1 10 5 20

样例输出

150

数据规模和约定

　　1<=n<=1000, 1<=ai<=10000。

解析：

首先：

简单的动态规划 :

m[i][j]=m[i][k]+m[k+1][j]+a[i]*a[k+1]*a[j+1];

m[i][j]:决策变量矩阵i乘到 j的最小乘的次数

i ，j 状态转移变量

a[i]:矩阵i的行数，a[i+1]是矩阵i的列数，因为如果两个矩阵要想相乘，那么前矩阵的列数必定等于后矩阵的行数

其次：

1<=ai<=10000,而我们可以看出状态转移方程式中有a[i]*a[k+1]*a[j+1],其值最大为1e12 显然大于int类型，这里要特别指出在c++和java中，如果出现long long （c++）或者long （java）（都是64位） temp=10000*10000*10000 右边的乘号的值默认保存在int中，然后赋值给temp，这就导致temp！=1e12而是一个随机数。因而a[]数组要设为long long 或 long

接着上面的，java中 long不能直接赋值如long temp=1000000000000 会报错，原因同上，可以通过long inf=10000 ；long INF=inf*inf*inf的方式赋值。

c++代码如下：

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>

using namespace std;

long long dp(long long a[],int n)
	{
		long long m[n+5][n+5];//m[i][j] 从矩阵i乘到矩阵j需要的最小乘数
		long long INF=1e15+5;//10000*10000*10000*1000

		for(int i=0;i<n;i++)//初始化
            {
                for(int j=0;j<n;j++)
                    m[i][j]=INF;
                m[i][i]=0;
            }

		for(int len=1;len<n;len++)//连乘的矩阵位置之差
		{
			for(int i=0;i<n-len;i++)
			{
				int j=i+len;
				for(int k=i;k<j;k++)
				{
					long long t=m[i][k]+m[k+1][j]+a[i]*a[k+1]*a[j+1];
                    //将[i,j)之间的矩阵依次当做中间矩阵
					if(t<m[i][j])//如果t<m[i][j],更新
						m[i][j]=t;
                   //本来还得加个标记s[i][j]=k，因为只是求最小值而非打印出来具体情况 所以省了
				}
			}
		}
		return m[0][n-1];
	}
	//矩阵连乘 动态规划
	int main(){
		int n;
		cin>>n;
		long long a[1005];
		for(int i=0;i<n+1;i++)
			cin>>a[i];//行数
		cout<<dp(a,n)<<endl;
		return 0;
	}

测试情况：

1	正确	10.00	0ms	948.0KB	输入输出
2	正确	10.00	0ms	948.0KB	VIP特权
3	正确	10.00	0ms	1.0MB	VIP特权
4	正确	10.00	15ms	1.238MB	VIP特权
5	正确	10.00	46ms	1.625MB	VIP特权
6	正确	10.00	109ms	2.167MB	VIP特权
7	正确	10.00	218ms	2.867MB	VIP特权
8	正确	10.00	734ms	4.707MB	VIP特权
9	正确	10.00	1.093s	5.859MB	VIP特权
10	正确	10.00	2.421s	8.621MB	VIP特权

java代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Arrays;


public class Main {

	
	static Long dp(long a[],int n)
	{
		long m[][]=new long[n][n];//m[i][j] 从矩阵i乘到矩阵j需要的最小乘数
		long inf=10000;
		long INF=inf*inf*inf*inf/10+5;
		for(int i=0;i<n;i++)//初始化
			{
				Arrays.fill(m[i], INF);
				m[i][i]=0;
				//System.out.println(INF);
			}
		for(int len=1;len<n;len++)//连乘的矩阵位置之差 有点floyd算法的感觉
		{
			for(int i=0;i<n-len;i++)
			{
				int j=i+len;
				for(int k=i;k<j;k++)
				{
					long t=m[i][k]+m[k+1][j]+a[i]*a[k+1]*a[j+1];
            //将[i,j)之间的矩阵依次当做中间矩阵
					if(t<m[i][j])//如果t<m[i][j],更新
						m[i][j]=t;
            //本来还得加个标记s[i][j]=k，因为只是求最小值而非打印出来具体情况 所以省了
				}
			}
		}
		return m[0][n-1];
	}
	//矩阵连乘 动态规划
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		int n;
		BufferedReader bfr=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        //加快输入
		String str=bfr.readLine();
		String s[]=str.split(" ");
		n=Integer.parseInt(s[0]);
		long a[]=new long[n+1];
		str=bfr.readLine();
		s=str.split(" ");
		for(int i=0;i<n+1;i++)
			a[i]=Long.parseLong(s[i]);//行数
		System.out.println(dp(a,n));
	}

}

评测详情：

1	正确	10.00	187ms	19.13MB	输入输出
2	正确	10.00	125ms	19.03MB	VIP特权
3	正确	10.00	156ms	19.35MB	VIP特权
4	正确	10.00	265ms	19.97MB	VIP特权
5	正确	10.00	265ms	20.5MB	VIP特权
6	正确	10.00	343ms	21.08MB	VIP特权
7	正确	10.00	312ms	21.67MB	VIP特权
8	正确	10.00	812ms	23.5MB	VIP特权
9	正确	10.00	1.468s	24.50MB	VIP特权
10	运行超时	0.00	运行超时	27.53MB	VIP特权

感受：

1.以后做题要考虑边界条件，对于数据范围要敏感一点，要不好难满分啊！！！

2.java虽然功能强大，但却是效率没有c++高。android与ios之战？？？哈哈哈

蓝桥杯 算法提高 矩阵乘法 java90分版，c++100分版

猜你喜欢

蓝桥杯算法提高矩阵乘法 java90分版，c++100分版