施特拉森算法

✍ dations ◷ 2025-07-21 17:30:50 #数值线性代数,算法

施特拉森算法(英语:Strassen algorithm)是一个计算矩阵乘法的算法,时间复杂度为 O ( n l o g 2 7 ) = O ( n 2.807 ) {\displaystyle O(n^{log_{2}7})=O(n^{2.807})} , , 分成相等大小的方块矩阵:

于是

引入新矩阵

可得:

其中 M i , j {\displaystyle M_{i,j}} 的计算也是使用施特拉森算法求得。

一般矩阵乘法的时间复杂度为 O ( n l o g 2 8 ) = O ( n 3 ) {\displaystyle O(n^{log_{2}8})=O(n^{3})} ,施特拉森算法因为只有每次的分治法(英语:Divide and conquer algorithm)只有七个矩阵乘法运算,所以依照主定理(英语:Master theorem)可以得出时间复杂度为 O ( n l o g 2 7 ) = O ( n 2.807 ) {\displaystyle O(n^{log_{2}7})=O(n^{2.807})} 。但Strassen算法的数值稳定性较差。

现时时间复杂度最低的矩阵乘法算法是Coppersmith-Winograd方法的一种扩展方法,其算法复杂度为 O ( n 2.3727 {\displaystyle O(n^{2.3727}} )。

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