Strassen矩阵乘法,设A和B是2个n×n矩阵,它们的乘积C也是n×n矩阵。 要求: (1)采用分治法求乘积; (2)采用两个文件(XX.h和XX.cpp)写代码,声明程序写在头文件,定义程序写在源文件。 (3)n>4,实际执行时间、实际占用空间;
时间: 2024-11-23 19:32:02 浏览: 8
Strassen矩阵乘法是一种改进的矩阵乘法算法,由德国数学家Volker Strassen于1969年提出。它不是基于标准的元素对乘然后相加的传统算法,而是通过将大矩阵分解成较小的子矩阵,并利用更复杂的七步运算来计算乘积。这种方法减少了基本乘法操作的数量,理论上能将复杂度降低到O(n^log2(7)),比传统的O(n^3)效率更高。
在实现上,你需要按照分治策略设计一个递归函数,将矩阵分割成四个子矩阵,然后应用Strassen公式完成乘法。这个过程通常需要编写两个文件:
1. XX.h (头文件):
```cpp
#ifndef MATRIX_MULTIPLICATION_H
#define MATRIX_MULTIPLICATION_H
#include <vector>
using namespace std;
// 定义矩阵结构和相关函数
class Matrix {
public:
vector<vector<int>> data;
// 构造函数、获取/设置值、初始化等
void strassenMultiply(vector<vector<int>>& result, const Matrix& a, const Matrix& b);
};
#endif // MATRIX_MULTIPLICATION_H
```
2. XX.cpp (源文件):
```cpp
#include "XX.h"
#include <iostream>
void Matrix::strassenMultiply(vector<vector<int>>& result, const Matrix& a, const Matrix& b) {
if (a.data.size() <= 4) { // 当矩阵大小小于等于4时,转为标准乘法
return standardMultiply(result, a, b);
}
// 实现Strassen算法的具体步骤...
}
// 标准矩阵乘法实现
void standardMultiply(vector<vector<int>>& result, const Matrix& a, const Matrix& b) {
// 直接乘法实现
}
int main() {
Matrix A, B, C; // 初始化矩阵
clock_t start = clock();
C.strassenMultiply(C.data, A, B); // 计算并存储结果
double elapsed_time = ((double)(clock() - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
cout << "实际执行时间为:" << elapsed_time << "秒" << endl;
// 空间分析可能会涉及到动态分配内存的管理,这里略去细节
return 0;
}
```
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