【算法导论】strassen算法:比较快的矩阵乘法算法

2023-11-05 17:38

本文主要是介绍【算法导论】strassen算法:比较快的矩阵乘法算法,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

考虑两个 n 级矩阵 A, B, 矩阵 C = A * B. 则有 c i j = ∑ k = 1 n a i j ∗ b k j c_{ij} = \sum_{k=1} ^n a_{ij}*b_{kj} cij=k=1naijbkj.
对于两个矩阵相乘的问题,我们给出三个解决办法:迭代算法、简单分治算法、strassen分治算法。


解法一:迭代算法,即使用三层循环,这是最简单的算法,其代码如下:

void matrix_multiply( vector<vector<int>>& A, vector<vector<int>>& B, vector<vector<int>>& C){// A, B, C 均为 n * n 矩阵,且 C[i][j] = 0;for( int i = 0; i < A.size(); i++)for(int j = 0; j < A.size(); j++)for( int k = 0; k < A.size(); k++)C[i][j] += A[i][k]* B[k][j];
}

测试用例:
在这里插入图片描述
算法分析:由于使用了三层循环,得到其时间复杂度为 O ( n 3 ) O(n^3) O(n3).


方法二:简单的分治算法
利用分块矩阵计算矩阵乘法。
对于 n 级矩阵A, 我们可以将其划分为 4 个 n/2 级矩阵,例如:
A n ∗ n = ( A 11 A 12 A 21 A 22 ) A_{n*n} = \begin{pmatrix} A_{11} &amp; A_{12} \\ A_{21} &amp; A_{22} \\ \end{pmatrix} Ann=(A11A21A12A22)

同理,有
B n ∗ n = ( B 11 B 12 B 21 B 22 ) , C n ∗ n = ( C 11 C 12 C 21 C 22 ) B_{n*n} = \begin{pmatrix} B_{11} &amp; B_{12} \\ B_{21} &amp; B_{22} \\ \end{pmatrix} , C_{n*n} = \begin{pmatrix} C_{11} &amp; C_{12} \\ C_{21} &amp; C_{22} \\ \end{pmatrix} Bnn=(B11B21B12B22),Cnn=(C11C21C12C22)
则 C = AB 可以改写为:
( C 11 C 12 C 21 C 22 ) = ( A 11 A 12 A 21 A 22 ) ( B 11 B 12 B 21 B 22 ) \begin{pmatrix} C_{11} &amp; C_{12} \\ C_{21} &amp; C_{22} \\ \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} A_{11} &amp; A_{12} \\ A_{21} &amp; A_{22} \\ \end{pmatrix} \begin{pmatrix} B_{11} &amp; B_{12} \\ B_{21} &amp; B_{22} \\ \end{pmatrix} (C

这篇关于【算法导论】strassen算法:比较快的矩阵乘法算法的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/351441

相关文章

C# 比较两个list 之间元素差异的常用方法

《C#比较两个list之间元素差异的常用方法》:本文主要介绍C#比较两个list之间元素差异,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录1. 使用Except方法2. 使用Except的逆操作3. 使用LINQ的Join,GroupJoin

Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧

《Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧》本文解析了雪花算法的原理、Java实现及生产实践,涵盖ID结构、位运算技巧、时钟回拨处理、WorkerId分配等关键点,并探讨了百度UidGen... 目录一、雪花算法核心原理1.1 算法起源1.2 ID结构详解1.3 核心特性二、Java实现解析2.

C/C++中OpenCV 矩阵运算的实现

《C/C++中OpenCV矩阵运算的实现》本文主要介绍了C/C++中OpenCV矩阵运算的实现,包括基本算术运算(标量与矩阵)、矩阵乘法、转置、逆矩阵、行列式、迹、范数等操作,感兴趣的可以了解一下... 目录矩阵的创建与初始化创建矩阵访问矩阵元素基本的算术运算 ➕➖✖️➗矩阵与标量运算矩阵与矩阵运算 (逐元

使用雪花算法产生id导致前端精度缺失问题解决方案

《使用雪花算法产生id导致前端精度缺失问题解决方案》雪花算法由Twitter提出,设计目的是生成唯一的、递增的ID,下面:本文主要介绍使用雪花算法产生id导致前端精度缺失问题的解决方案,文中通过代... 目录一、问题根源二、解决方案1. 全局配置Jackson序列化规则2. 实体类必须使用Long封装类3.

Springboot实现推荐系统的协同过滤算法

《Springboot实现推荐系统的协同过滤算法》协同过滤算法是一种在推荐系统中广泛使用的算法,用于预测用户对物品(如商品、电影、音乐等)的偏好,从而实现个性化推荐,下面给大家介绍Springboot... 目录前言基本原理 算法分类 计算方法应用场景 代码实现 前言协同过滤算法(Collaborativ

openCV中KNN算法的实现

《openCV中KNN算法的实现》KNN算法是一种简单且常用的分类算法,本文主要介绍了openCV中KNN算法的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的... 目录KNN算法流程使用OpenCV实现KNNOpenCV 是一个开源的跨平台计算机视觉库,它提供了各

springboot+dubbo实现时间轮算法

《springboot+dubbo实现时间轮算法》时间轮是一种高效利用线程资源进行批量化调度的算法,本文主要介绍了springboot+dubbo实现时间轮算法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家... 目录前言一、参数说明二、具体实现1、HashedwheelTimer2、createWheel3、n

SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码

《SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码》加盐算法是一种用于增强密码安全性的技术,本文主要介绍了SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习... 目录一、什么是加盐算法二、如何实现加盐算法2.1 加盐算法代码实现2.2 注册页面中进行密码加盐2.

Java时间轮调度算法的代码实现

《Java时间轮调度算法的代码实现》时间轮是一种高效的定时调度算法,主要用于管理延时任务或周期性任务,它通过一个环形数组(时间轮)和指针来实现,将大量定时任务分摊到固定的时间槽中,极大地降低了时间复杂... 目录1、简述2、时间轮的原理3. 时间轮的实现步骤3.1 定义时间槽3.2 定义时间轮3.3 使用时

如何通过Golang的container/list实现LRU缓存算法

《如何通过Golang的container/list实现LRU缓存算法》文章介绍了Go语言中container/list包实现的双向链表,并探讨了如何使用链表实现LRU缓存,LRU缓存通过维护一个双向... 目录力扣:146. LRU 缓存主要结构 List 和 Element常用方法1. 初始化链表2.