C语言编程仿照分治算法中两个大整数相乘的算法策略,完成求解两个n×n阶的矩阵A与B的乘积的运算。n=2k,要求算法复杂度要小于O(n3)。
时间: 2024-10-13 16:03:18 浏览: 30
在C语言中,利用分治法解决两个n×n阶矩阵(这里假设n为2的幂次,即n = 2k)相乘的问题,并且追求时间复杂度低于O(n^3),通常会采用Strassen矩阵乘法算法,这是一种并行计算下的优化版本。Strassen算法将一个大的矩阵分解为四个较小的子矩阵,通过七步运算(实际上是一种更复杂的递归结构)替代传统的25次基本乘法操作,理论上可以达到O(n^log2(7)) ≈ O(n^{2.807})的复杂度。
以下是简单的Strassen矩阵乘法的伪代码描述:
```c
void strassen(int a[4][4], int b[4][4], int c[4][4]) {
int m[4][4], p[4][4];
// 分割矩阵
split(a, m, p);
split(b, m + 1, p + 1);
// 七个核心子矩阵计算
// ... 这里包含七个递归调用和一些加法、减法和赋值操作 ...
// 合并结果到c数组
merge(c, m, p);
}
// 辅助函数分割和合并矩阵
void split(int matrix[4][4], int part1[2][2], int part2[2][2]) {
// ... 代码负责复制矩阵的一部分到part1和part2 ...
}
void merge(int matrix[4][4], int part1[2][2], int part2[2][2]) {
// ... 代码负责从part1和part2恢复完整的矩阵到matrix ...
}
```
实际编写时,你需要根据这个框架,详细写出每个子矩阵的计算以及合并过程,同时注意递归终止条件(当矩阵尺寸小到一定程度时,可以直接使用普通矩阵乘法),以及边界条件处理。
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