用于多项式乘法的卡拉苏巴算法

Karatsuba algorithm for multiplication of polynomials

本文关键字:苏巴 算法 多项式 用于      更新时间:2023-10-16

我正在尝试实现递归 Karatsuba 算法,用于两个多项式(相同程度(的乘法。我的代码仍然不适用于次数大于 1 的多项式。谁能向我解释我在职能中做错了什么?它应该适用于偶数系数,也适用于奇数系数。

多项式存储在long数组中。每个元素代表一个系数,因此1 2 3 4表示1 + 2x + 3x^2 + 4x^3,参数size是系数的数量。

long* karatsuba(const long *A, const long *B, int size) {
    long *lowA, *highA, *lowB, *highB, *midA, *midB;
    if (size == 1)
        return naive(A, B, size, size);
    int half = size / 2;
    lowA = new long[half];
    lowB = new long[half];
    midA = new long[half];
    midB = new long[half];
    highA = new long[half];
    highB = new long[half];
    // init low coefficients
    for(int i=0; i<half; i++){
        lowA[i] = A[i];
        lowB[i] = B[i];
    }
    // init high // init low coefficients
    for(int i=half; i<size; i++){
        highA[i-half] = A[i];
        highB[i-half] = B[i];
    }
    // init mid // init low coefficients
    for(int i=0; i<half; i++){
        midA[i] = lowA[i] + highA[i];
        midB[i] = lowB[i] + highB[i];
    }
    long *z0 = karatsuba(lowA, lowB, half);
    long *z1 = karatsuba(midA, midB, half);
    long *z2 = karatsuba(highA, highB, half);
    // compute the result
    long *result = new long[2*size-1];
    for(int i=0; i<half; i++){
        result[i + 2*half] = z2[i];
        result[i + half] = z1[i] - z0[i] - z2[i];
        result[i] = z0[i];
    }
    return result;
}

我的主要问题是这个函数不能计算正确的结果。

我注意到一个半关于正确性的问题:

  1. "组合循环"中的索引仅限于递归调用参数长度而不是结果长度(几乎是参数长度的两倍(
  2. 当极限正确时,中间结果"重叠",需要累积而不是分配。

我从来没有"愤怒地"使用"现代C++"——如果这有效,但让你对代码不满意,请考虑在代码审查上发布你的疑虑。