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习题解析:2-4、2-5、2-6

本文详细解析了习题2-4、2-5和2-6,涵盖了高精度乘法、大整数乘以10的幂以及矩阵乘法的优化算法。

2-4:

1. 当m非常小,即m/10 <= _int64时,n * m可以视为高精度乘以单精度的问题。具体做法是将n的每一位与m相乘,并记录下m * i(1 <= i <= 9)的结果,然后进行左移相加。

2. 如果m也是高精度数,可以将n分成n/m个部分,每个部分使用分治乘法,复杂度为O(m^(log3))。因此,总的复杂度为n/m * m^(log3),即O(n * m^(log(3/2)))。

2-5:

对于大整数乘以10^n,只需在数组末尾添加n个0即可。设u = a * 10^(2n/3) + b * 10^(n/3) + c,v = e * 10^(2n/3) + f * 10^(n/3) + g,则u * v = ae * 10^(4n/3) + (af + be) * 10^n + (ag + bf + ce) * 10^(2n/3) + (bg + cf) * 10^(n/3) + cg。

利用公式ag + bf + ce = (a + b + c) * (e + f + g) - ae - af - be - bg - cf - cg,可以简化计算过程。最终结果为:

w = ae * 10^(4n/3) + [(a + b + c) * (e + f + g) - ae - cg] * 10^(2n/3) + 10^(2n/3) * ((a * 10^(n/3) - c) * f + (e * 10^(n/3) - g) * b) - 10^(n/3) * ((a * 10^(n/3) - c) * f + (e * 10^(n/3) - g) * b) + cg

只需要计算ae, cg, (a + b + c) * (e + f + g), (a * 10^(n/3) - c) * f, (e * 10^(n/3) - g) * b这五项即可。

2-6:

对于任意整数n,可以分解成m * 2^c(m为奇数)。对于n * n的矩阵,可以划分为m * m个2^c * 2^c的子矩阵。对于2^c * 2^c的子矩阵,使用快速矩阵乘法的复杂度为O(7^c),总共需要进行m^3次操作,因此总的复杂度为O(m^3 * 7^c)。


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可可1994棒_241
这个家伙很懒,什么也没留下!
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