问题定义1: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;写出C++代码
时间: 2024-10-23 18:19:52 浏览: 108
C语言strassen矩阵乘法代码
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Strassen矩阵乘法是一种利用分治策略加速矩阵乘法运算的算法,它是由德国数学家Volker Strassen于1969年提出的。传统矩阵乘法的时间复杂度为O(n^3),而Strassen算法将这个复杂度降低到了O(n^log2(7)),在小规模矩阵乘法上效率较高。
以下是基本的C++实现步骤:
**XX.h** (头文件)
```cpp
#ifndef MATRIX_MULTIPLY_H
#define MATRIX_MULTIPLY_H
#include <vector>
using namespace std;
// 定义函数模板,返回值类型为Matrix类型
template <typename T>
class Matrix {
public:
vector<vector<T>> data;
// 其他矩阵操作...
};
// Strassen矩阵乘法的函数声明
template <typename T>
Matrix<T> strassenMultiply(const Matrix<T>& A, const Matrix<T>& B);
#endif
```
**XX.cpp** (源文件)
```cpp
#include "XX.h"
template <typename T>
Matrix<T> strassenMultiply(const Matrix<T>& A, const Matrix<T>& B) {
if (A.data.size() != B.data.size() || A.data[0].size() != B.data[0].size()) {
throw runtime_error("Matrices must have the same dimensions for multiplication.");
}
// 根据矩阵大小判断是否需要递归还是直接计算
if (A.data.size() <= 4) {
return multiply(A, B); // 递归到基础情况,这里使用传统的矩阵乘法
}
// 实现Strassen算法的具体步骤...
}
// 省略基础情况的传统矩阵乘法multiply(),这部分在源文件里完成
int main() {
int n = 5; // 可调整为大于4的实际大小
Matrix<int> result = strassenMultiply(Matrix<int>(...), Matrix<int>(...)); // 创建矩阵并调用函数
// 记录实际执行时间和空间,并打印结果
cout << "实际执行时间: ...";
cout << "实际占用空间: ...";
return 0;
}
```
在这个例子中,你需要提供`multiply()`函数作为基础情况,用于处理n <= 4的矩阵乘法。实际的运行时间和空间消耗取决于编译器优化、硬件性能等因素,这通常需要在运行环境中通过计时和内存工具来测量。
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