本文主要是介绍C#，数值计算，矩阵相乘的斯特拉森（Strassen’s Matrix Multiplication）分治算法与源代码，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
Volker Strassen
1 矩阵乘法
矩阵乘法是机器学习中最基本的运算之一，对其进行优化是多种优化的关键。通常，将两个大小为N X N的矩阵相乘需要N^3次运算。从那以后，我们在更好、更聪明的矩阵乘法算法方面取得了长足的进步。沃尔克·斯特拉森于1969年首次发表了他的算法。这是第一个证明基本O（n^3）运行时不是optiomal的算法。
Strassen算法的基本思想是将A和B分为8个子矩阵，然后递归计算C的子矩阵。这种策略称为分而治之。
2 伪代码
- 如上图所示，将矩阵A和B划分为大小为N/2 x N/2的4个子矩阵。
- 递归计算7个矩阵乘法。
- 计算C的子矩阵。
- 将这些子矩阵组合到我们的新矩阵C中
3 复杂性
- 最坏情况时间复杂度：Θ（n^2.8074）
- 最佳情况时间复杂度：Θ（1）
- 空间复杂度：Θ（logn）
年青时正在发愁的 Volker Strassen
4 算法的详细解释
矩阵相乘在进行3D变换的时候是经常用到的。在应用中常用矩阵相乘的定义算法对其进行计算。这个算法用到了大量的循环和相乘运算，这使得算法效率不高。而矩阵相乘的计算效率很大程度上的影响了整个程序的运行速度，所以对矩阵相乘算法进行一些改进是必要的。
我们先讨论二阶矩阵的计算方法。
对于二阶矩阵
a11 a12 b11 b12
A = a21 a22 B = b21 b22
先计算下面7个量(1)
x1 = (a11 + a22) * (b11 + b22);
x2 = (a21 + a22) * b11;
x3 = a11 * (b12 - b22);
x4 = a22 * (b21 - b11);
x5 = (a11 + a12) * b22;
x6 = (a21 - a11) * (b11 + b12);
x7 = (a12 - a22) * (b21 + b22);
再设C = AB。根据矩阵相乘的规则，C的各元素为(2)
c11 = a11 * b11 + a12 * b21
c12 = a11 * b12 + a12 * b22
c21 = a21 * b11 + a22 * b21
c22 = a21 * b12 + a22 * b22
比较(1)(2)，C的各元素可以表示为(3)
c11 = x1 + x4 - x5 + x7
c12 = x3 + x5
c21 = x2 + x4
c22 = x1 + x3 - x2 + x6
这篇关于C#，数值计算，矩阵相乘的斯特拉森（Strassen’s Matrix Multiplication）分治算法与源代码的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
