乘以两个不等维矩阵的时间复杂度是多少?

时间:2013-10-22 02:29:13

标签: algorithm math matrix big-o time-complexity

我已经研究了乘以两个n×n矩阵的大O复杂度,这需要时间O(n 3 )。但是,如何将两个矩形矩阵相乘得到大O复杂度,这两个矩阵的维数为m×n和n×r?我被告知答案是O(mnr),但我不确定这是从哪里来的。谁能解释一下呢?

谢谢!

1 个答案:

答案 0 :(得分:12)

我假设您在讨论将两个维数为n×n的矩形矩阵乘以O(n 3 )的复杂性,并且要求乘以m×n矩阵的复杂性和n×r矩阵。有一些专门的算法可以比天真的方法更快地解决这个问题,但是出于这个问题的目的,我将简单地讨论标准“将每一列的每一行乘以每一列”算法。

首先,让我们看看O(n 3 )项乘以两个n×n矩阵的位置。注意,对于所得矩阵的每个值,位置(i,j)处的条目由左矩阵的第i行和右矩阵的第j列的内积给出。每行和每列中有n个元素,因此计算每个元素需要时间Θ(n)。这样做Θ(n 2 )次(对于得到的矩阵的每个元素一次)需要时间Θ(n 3 )。

现在在m×n矩阵和n×r矩阵的乘积的背景下考虑这一点。矩阵中的条目(i,j)由左矩阵的第i行(其具有n个条目)和右矩阵的第j列(其具有n个条目)的内积给出,因此计算它需要时间Θ (N)。您对结果矩阵的每个元素执行一次此操作。由于得到的矩阵具有维数m×r,因此需要考虑Θ(mr)个元素。因此,完成的总工作量是Θ(mnr)。

希望这有帮助!