最优矩阵乘法 【问题描述】给定m0,…mn。 假定有n个矩阵A1,…,An,其中Ai的尺寸为mi-1×mi。 问题:根据这n个矩阵的尺寸,设计一个计算顺序去计算A1*…*An,使得总的计算量最小。写出代码C语言
时间: 2024-10-24 18:13:36 浏览: 23
最优矩阵乘法通常指的是Strassen算法,它是一种用于高效并行计算矩阵乘法的方法,由Volker Strassen在1969年提出,目的是减少常规矩阵乘法的运算次数。相比于传统的O(n^3)复杂度,Strassen算法可以将这个复杂度降低到大约O(n^log_2(7)) ≈ O(n^{2.807})。
然而,值得注意的是,尽管Strassen算法在理论上有优势,但在实际应用中,由于分治策略带来的递归开销以及数据布局的问题,对于小规模矩阵,标准的BLAS库提供的矩阵乘法往往已经足够快,性能上并没有明显提升。而且,现代处理器的SIMD指令集优化通常会使直接乘法效率更高。
如果你想了解如何用C语言编写Strassen算法,这通常涉及到递归函数和数组的深度复制,这里仅提供一个简化的描述,完整实现会相当复杂:
```c
// 这里只是一个基础版的Strassen算法模板,不是完整的并行版本
void strassen(int m, int n, float a[4][4], float b[4][4]) {
if (m < 4 || n < 4)
return standard_matrix_multiply(a, b); // 转换回普通矩阵乘法
float c11[4][4], c12[4][4], c21[4][4], c22[4][4];
// ... 分割、计算各个子矩阵 ...
strassen(m / 2, n / 2, a, c11);
strassen(m / 2, n / 2, a + m / 2, c12);
strassen(m / 2, n / 2, b, c21);
strassen(m / 2, n / 2, b + n / 2, c22);
// ... 合并子矩阵 ...
// 更复杂的合并操作
}
// 标准的矩阵乘法作为基本操作
float standard_matrix_multiply(float a[4][4], float b[4][4]) {
// 实现普通的矩阵乘法...
}
```
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