通常需要执行的标量操作数(即加法和乘法的总数)
矩阵乘法是
![M(n)=2n^3-n^2](/images/equations/StrassenFormulas/NumberedEquation1.svg) |
(1)
|
(即。,
乘法和
添加)。然而,斯特拉森(1969)发现了如何将二者相乘矩阵在里面
![S(n)=7.7^(lgn)-6.4^(lgn)](/images/equations/StrassenFormulas/NumberedEquation2.svg) |
(2)
|
标量运算,其中
是对数至底座2,小于
对于
.对于
二的幂(
),的两部分(2)可以写入
因此(◇)变为
![S(2^k)=7n^(lg7)-6n^2。](/images/equations/StrassenFormulas/NumberedEquation3.svg) |
(13)
|
Strassen算法的主导指数权力因此,2的
.
下表总结了领先指数中已证明极限的改进
对于
第个《铜匠和温诺格拉德建筑的权力》(1990)2014年,表一)。
![米](/images/equations/StrassenFormulas/Inline42.svg) | 上限 | 参考 |
1 | 2.3871900 | 铜匠和Winograd(1990) |
2 | 2.3754770 | Coppersmith和Winograd(1990) |
4 | 2.3736898 | 斯特罗瑟斯(2010),戴维和斯特罗瑟斯(2013) |
4 | 2.3729269 | 瓦西列夫斯卡·威廉姆斯(2012) |
8 | 2.3729 | 瓦西列夫斯卡·威廉姆斯(2014) |
8 | 2.3728642 | 勒加尔(2014) |
16 | 2.3728640 | 勒加尔(2014) |
32 | 2.3728639 | 勒加尔(2014) |
使用Strassen乘法,
矩阵可以相乘
![C=AB](/images/equations/StrassenFormulas/NumberedEquation4.svg) |
(14)
|
![【c(11)c(12);c(21)c(22)】=【a(11)a(12)](/images/equations/StrassenFormulas/NumberedEquation5.svg) |
(15)
|
只有
![S(2)=7·2^(lg7)-6·2^2=49-24=25](/images/equations/StrassenFormulas/NumberedEquation6.svg) |
(16)
|
标量运算(事实证明,其中7个是乘法运算,18个是加法运算)。将七种产品(共涉及10种新增产品)定义为
然后使用剩余的八个加法得出矩阵乘积
(斯特拉森1969,出版社等。1989).
矩阵求逆
矩阵
屈服
也可以用比预期更少的操作完成使用公式
(斯特拉森1969,出版社等。1989).
不幸的是,斯特拉森的算法在数值上表现不佳。它只是弱稳定的,即计算结果
满足不等式
![||C-AB||<=nu||A||||B||+O(u^2),](/images/equations/StrassenFormulas/NumberedEquation7.svg) |
(39)
|
哪里
是单位舍入误差,而相应的强稳定性不等式(得到用矩阵元素的绝对值替换矩阵范数)不成立。
另请参见
复数乘法,卡拉通巴乘法
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Coppersmith,D.和Winograd,S.《通过算术编程实现矩阵乘法》J.塞姆。计算。 9, 251-280, 1990.戴维,上午。;和Strothers,A.J。“矩阵复杂性的改进界限乘法。"程序。爱丁堡皇家学会 143A型, 351-370, 2013.道格拉斯,C。;Heroux,M。;斯利什曼,G。;和Smith,R.“GEMMW:便携式3级BLAS斯特拉森矩阵乘法算法的Winograd变量。"J.计算。物理学。 110, 1-10, 1994.Le Gall,F.“张量的幂和快速矩阵乘法。“2014年1月30日。https://arxiv.org/abs/1401.7714.平移,对。怎么加快矩阵乘法。纽约:Springer-Verlag出版社,1982年。按,W.H。;弗兰纳里,B.P。;Teukolsky,美国。;和韦特林。“矩阵反转是
过程?“§2.11数字的FORTRAN:科学计算的艺术,第二版。英国剑桥:剑桥大学出版社,第95-98页,1989年。斯特拉森,V.“高斯消除不是最佳的。"数值数学 13, 354-356,1969Strothers,A.“关于矩阵乘法的复杂性”博士论文。苏格兰爱丁堡:爱丁堡大学,2010年。瓦西列夫斯卡Williams,V.《矩阵乘法比铜匠-温诺格拉德更快》STOC'12——2012年ACM计算理论研讨会论文集。新建约克:ACM,第887-898页,2012年。Vassilevska Williams,V.“多人游戏中的矩阵
."2014年7月1日。http://theory.stanford.edu/~virgi/matrixmult-f.pdf.引用的关于Wolfram | Alpha
Strassen公式
引用如下:
埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“斯特拉森公式。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/StrassenFormulas.html
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