用C语言strassen矩阵乘法的串行程序,并输出运行时间

时间: 2024-06-03 14:10:11 浏览: 14
好的,以下是C语言实现strassen矩阵乘法的串行程序,并输出运行时间的代码: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> <time.h> void strassen(int n, int **a, int **b, int **c){ int **p1, **p2, **p3, **p4, **p5, **p6, **p7; int **a11, **a12, **a21, **a22; int **b11, **b12, **b21, **b22; int **c11, **c12, **c21, **c22; int i, j; if(n==1){ c[0][0] = a[0][0] * b[0][0]; return; } n = n/2; // 分配内存 p1 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); p2 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); p3 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); p4 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); p5 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); p6 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); p7 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); a11 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); a12 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); a21 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); a22 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); b11 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); b12 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); b21 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); b22 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); c11 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); c12 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); c21 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); c22 = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); for(i=0; i<n; i++){ p1[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); p2[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); p3[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); p4[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); p5[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); p6[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); p7[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); a11[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); a12[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); a21[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); a22[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); b11[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); b12[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); b21[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); b22[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); c11[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); c12[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); c21[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); c22[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); } // 初始化 a, b for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ a11[i][j] = a[i][j]; a12[i][j] = a[i][j+n]; a21[i][j] = a[i+n][j]; a22[i][j] = a[i+n][j+n]; b11[i][j] = b[i][j]; b12[i][j] = b[i][j+n]; b21[i][j] = b[i+n][j]; b22[i][j] = b[i+n][j+n]; } } // p1 = (a11+a22)*(b11+b22) for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ p1[i][j] = 0; p1[i][j] += (a11[i][j] + a22[i][j]) * (b11[i][j] + b22[i][j]); } } // p2 = (a21+a22)*b11 for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ p2[i][j] = 0; p2[i][j] += (a21[i][j] + a22[i][j]) * b11[i][j]; } } // p3 = a11*(b12-b22) for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ p3[i][j] = 0; p3[i][j] += a11[i][j] * (b12[i][j] - b22[i][j]); } } // p4 = a22*(b21-b11) for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ p4[i][j] = 0; p4[i][j] += a22[i][j] * (b21[i][j] - b11[i][j]); } } // p5 = (a11+a12)*b22 for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ p5[i][j] = 0; p5[i][j] += (a11[i][j] + a12[i][j]) * b22[i][j]; } } // p6 = (a21-a11)*(b11+b12) for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ p6[i][j] = 0; p6[i][j] += (a21[i][j] - a11[i][j]) * (b11[i][j] + b12[i][j]); } } // p7 = (a12-a22)*(b21+b22) for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ p7[i][j] = 0; p7[i][j] += (a12[i][j] - a22[i][j]) * (b21[i][j] + b22[i][j]); } } // c11 = p1+p4-p5+p7 for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ c11[i][j] = p1[i][j] + p4[i][j] - p5[i][j] + p7[i][j]; } } // c12 = p3+p5 for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ c12[i][j] = p3[i][j] + p5[i][j]; } } // c21 = p2+p4 for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ c21[i][j] = p2[i][j] + p4[i][j]; } } // c22 = p1-p2+p3+p6 for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ c22[i][j] = p1[i][j] - p2[i][j] + p3[i][j] + p6[i][j]; } } // 复制结果 for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ c[i][j] = c11[i][j]; c[i][j+n] = c12[i][j]; c[i+n][j] = c21[i][j]; c[i+n][j+n] = c22[i][j]; } } // 释放内存 for(i=0; i<n; i++){ free(p1[i]); free(p2[i]); free(p3[i]); free(p4[i]); free(p5[i]); free(p6[i]); free(p7[i]); free(a11[i]); free(a12[i]); free(a21[i]); free(a22[i]); free(b11[i]); free(b12[i]); free(b21[i]); free(b22[i]); free(c11[i]); free(c12[i]); free(c21[i]); free(c22[i]); } free(p1); free(p2); free(p3); free(p4); free(p5); free(p6); free(p7); free(a11); free(a12); free(a21); free(a22); free(b11); free(b12); free(b21); free(b22); free(c11); free(c12); free(c21); free(c22); } int main(){ int n; int **a, **b, **c; int i, j; clock_t start, end; double duration; // 输入矩阵大小 n printf("请输入矩阵大小 n:"); scanf("%d", &n); // 分配内存 a = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); b = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); c = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); for(i=0; i<n; i++){ a[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); b[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); c[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int)); } // 初始化矩阵 for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ a[i][j] = rand()%10; b[i][j] = rand()%10; } } // 计算矩阵乘法并记录时间 start = clock(); strassen(n, a, b, c); end = clock(); duration = (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC; // 输出结果及计算时间 printf("矩阵乘法结果:\n"); for(i=0; i<n; i++){ for(j=0; j<n; j++){ printf("%d ", c[i][j]); } printf("\n"); } printf("计算时间:%f秒\n", duration); // 释放内存 for(i=0; i<n; i++){ free(a[i]); free(b[i]); free(c[i]); } free(a); free(b); free(c); return 0; } 注意:为了保证精度,上面的代码中使用了 double 类型的变量记录时间。

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