Strassen 的 Algorithm 计算三阶矩阵相乘
时间: 2024-09-14 09:14:17 浏览: 64
Strassen算法是一种用于矩阵乘法的分治算法,由Volker Strassen在1969年提出。它可以减少计算大矩阵乘法时的乘法操作次数,尤其是在矩阵足够大时,比传统的O(n^3)复杂度的算法更加高效。然而,Strassen算法可能由于递归深度或加法次数较多而比传统方法慢,特别是对于小矩阵。
对于3x3矩阵,Strassen算法的基本步骤如下:
1. 将每个3x3矩阵A和B分割为4个2x2的子矩阵:
```
A = | a11 a12 |
| a21 a22 |
B = | b11 b12 |
| b21 b22 |
```
2. 计算7个2x2的矩阵乘积,这些乘积将用于计算最终的乘积矩阵:
```
M1 = (a11 + a22) * (b11 + b22)
M2 = (a21 + a22) * b11
M3 = a11 * (b12 - b22)
M4 = a22 * (b21 - b11)
M5 = (a11 + a12) * b22
M6 = (a21 - a11) * (b11 + b12)
M7 = (a12 - a22) * (b21 + b22)
```
3. 使用这7个中间矩阵来计算最终结果矩阵C的子矩阵:
```
C11 = M1 + M4 - M5 + M7
C12 = M3 + M5
C21 = M2 + M4
C22 = M1 - M2 + M3 + M6
```
4. 将这些2x2的子矩阵组合起来,形成最终的3x3乘积矩阵C。
请注意,Strassen算法的优势主要体现在处理大型矩阵时,对于3x3这样的小型矩阵,由于递归调用和额外加法的开销,它的性能可能不会比传统的矩阵乘法算法更好。
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