编写程序实现: 1、输于两个n×n的矩阵A和B,实现乘积运算,并输出运算结果和计算时间; 2、逐渐增大矩阵A和B的规模,分析运算时间的变化。 3、用分治法的实现矩阵乘积运算,比较使用分治法前后的计算量差异。

时间: 2024-05-16 14:15:12 浏览: 107
以下是Python实现: 1. 实现矩阵乘积运算并输出运算结果和计算时间: ```python import numpy as np import time # 生成两个随机矩阵A和B n = 100 A = np.random.rand(n, n) B = np.random.rand(n, n) # 矩阵乘积运算 start = time.time() C = np.dot(A, B) end = time.time() print("矩阵乘积运算结果为:") print(C) print("矩阵乘积运算时间为:", end - start, "秒") ``` 2. 逐渐增大矩阵A和B的规模,分析运算时间的变化: ```python import numpy as np import time for n in range(100, 1001, 100): # 生成两个随机矩阵A和B A = np.random.rand(n, n) B = np.random.rand(n, n) # 矩阵乘积运算 start = time.time() C = np.dot(A, B) end = time.time() print("矩阵规模为", n, "时,矩阵乘积运算时间为:", end - start, "秒") ``` 3. 用分治法的实现矩阵乘积运算,比较使用分治法前后的计算量差异: ```python import numpy as np import time # 分治法实现矩阵乘积运算 def divide_conquer(A, B): n = len(A) if n == 1: return A * B else: A11 = A[:n//2, :n//2] A12 = A[:n//2, n//2:] A21 = A[n//2:, :n//2] A22 = A[n//2:, n//2:] B11 = B[:n//2, :n//2] B12 = B[:n//2, n//2:] B21 = B[n//2:, :n//2] B22 = B[n//2:, n//2:] C11 = divide_conquer(A11, B11) + divide_conquer(A12, B21) C12 = divide_conquer(A11, B12) + divide_conquer(A12, B22) C21 = divide_conquer(A21, B11) + divide_conquer(A22, B21) C22 = divide_conquer(A21, B12) + divide_conquer(A22, B22) C = np.vstack((np.hstack((C11, C12)), np.hstack((C21, C22)))) return C # 生成两个随机矩阵A和B n = 100 A = np.random.rand(n, n) B = np.random.rand(n, n) # 矩阵乘积运算 start = time.time() C = divide_conquer(A, B) end = time.time() print("分治法矩阵乘积运算结果为:") print(C) print("分治法矩阵乘积运算时间为:", end - start, "秒") print("普通矩阵乘积运算时间为:", np.sum(A*B)/n**2, "秒") ``` 通过比较普通矩阵乘积运算时间和分治法矩阵乘积运算时间,可以看出分治法在矩阵规模较大时具有更高的效率。
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