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如何使用Strassen算法将2次幂以外的矩阵相乘?

Strassen算法是一种用于矩阵相乘的分治算法,它可以在较低的时间复杂度下进行矩阵相乘操作。通常情况下,矩阵相乘的时间复杂度为O(n^3),而使用Strassen算法可以将时间复杂度降低到O(n^log2(7))。

使用Strassen算法将2次幂以外的矩阵相乘的步骤如下:

  1. 首先,将两个输入矩阵A和B分别划分为四个相等的子矩阵,即A11、A12、A21、A22和B11、B12、B21、B22。
  2. 计算七个中间矩阵M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7,分别计算如下:
    • M1 = (A11 + A22) * (B11 + B22)
    • M2 = (A21 + A22) * B11
    • M3 = A11 * (B12 - B22)
    • M4 = A22 * (B21 - B11)
    • M5 = (A11 + A12) * B22
    • M6 = (A21 - A11) * (B11 + B12)
    • M7 = (A12 - A22) * (B21 + B22)
  • 计算四个结果矩阵C11、C12、C21和C22,分别计算如下:
    • C11 = M1 + M4 - M5 + M7
    • C12 = M3 + M5
    • C21 = M2 + M4
    • C22 = M1 - M2 + M3 + M6
  • 将四个结果矩阵C11、C12、C21和C22合并为最终的结果矩阵C。

需要注意的是,使用Strassen算法进行矩阵相乘的前提是输入矩阵的维度必须是2的幂次方。对于非2次幂的矩阵,可以通过填充0使其维度变为2的幂次方,然后再进行相乘操作。

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