// 计算矩阵乘法 ikj
void matrix_multiply_ikj(int **a, int **b, int **c, int n) // n表示方阵的阶数
for(int i=0; i<n; i++)
for(int k=0; k<n; k++)
int sum = 0;
int j;
for(j=0; j<n; j++)
sum += a[i][k]*b[k][j];
c[i][j] = sum;
性能测量:
3.通过在不同的维度下测试两个函数的运行时间:
c++测试代码运行时间的方法:通过像个的时钟数来测量;
在ijk的方法下:
ijk方法下的测量结果(单位:ms)
1st2nd3rd4thn=1006374n=300104909592n=500474492484469n=8002001210021702042n=120010615982196899703n=200063677627976269862551
在ikj的方法下:
ikj方法下的测量结果(单位:ms)
1st2nd3rd4thn=1005333n=30077798178n=500 328351 341359n=8001435141314231453n=12004901477848494694n=200021664215012196821947
可以看到。在ikj的方案下,矩阵乘法的运算速度较快,而且在矩阵阶数n越大的时候,这种差别越是明显。在计算矩阵乘法的过程中,三层的循环嵌套共有六种排列方式,虽然在每种嵌套方式下,都要执行同样数量的操作,但是花费的时间是不同的。这是因为在不同的嵌套方式下,改变了数据的访问模式,进而改变了缓存未命中的数量。最终影响了运行时间。
关于缓存未命中的简单理解:
简单计算机模型:
L1 一级缓存
L2二级缓存
R 寄存器
ALU算术逻辑单元
在程序开始运行时,数据都位于主存中,需要将参与运算的数据从主存移到寄存器再进行运算。如果需要的数据没有在一级缓存,而是在二级缓存,而需要将数据存二级缓存移动到一级缓存,这称为一级缓存未命中,当需要的数据没有在二级缓存中时,此时为二级缓存未命中,则需要将数据从主存移动到二级缓存,再移动到一级缓存。所以可以通过减少缓存未命中的数量,提高程序的运行效率。计算机会采取相应的策略。
完整代码:
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <time.h> // 包含时间测量的函数
using namespace std;
void matrix_multiply_ijk(int **a, int **b, int **c, int n);
void matrix_multiply_ikj(int **a, int **b, int **c, int n);
void matrix_print(int **a, int n);
int main(int argc, char *argv[])
// 定义数组:
srand(time(0));
int matrix_n = 2000; // 修改矩阵的阶数为不同的值
int numberOfRows = matrix_n;
int numberOfCols = matrix_n;
int** mat1 = new int* [numberOfRows]; // a矩阵的行数
int** mat2 = new int* [numberOfRows];
int** mat3 = new int* [numberOfRows];
for(int i=0; i<numberOfRows; i++)
mat1[i] = new int[numberOfCols];
mat2[i] = new int[numberOfCols];
mat3[i] = new int[numberOfCols];
// 初始化矩阵 1-10之间的随机数
for(int i=0; i<numberOfRows; i++)
for(int j=0; j<numberOfCols; j++)
mat1[i][j] = 1 + rand()%(10-1+1);
mat2[i][j] = 1 + rand()%(10-1+1);
//matrix_print(mat1, matrix_n); // 输出矩阵
//matrix_print(mat2, matrix_n); // 输出矩阵
//matrix_print(mat3, matrix_n);
double clocks_PerMills = double(CLOCKS_PER_SEC) / 1000.0; // 常数,每秒钟包含的时钟数
clock_t start_time = clock(); // 开始的时钟数
// 选择矩阵乘法方案
//matrix_multiply_ijk(mat1, mat2, mat3, matrix_n); // 矩阵乘法
matrix_multiply_ikj(mat1, mat2, mat3, matrix_n);
double elapseMills = (clock()-start_time) / clocks_PerMills;
cout << "The routine run time: " << elapseMills << "ms" << endl;
cout << "clock_perMils: " << clocks_PerMills << endl;
//matrix_print(mat3, matrix_n);
// matrix_multiply_ikj(mat1, mat2, mat3, matrix_n);
// matrix_print(mat3, matrix_n);
// 释放内存
for(int i=0; i<numberOfRows; i++)
delete mat1[i];
delete mat2[i];
delete mat3[i];
delete mat1;
delete mat2;
delete mat3;
return 0;
// 计算矩阵乘法 ijk
void matrix_multiply_ijk(int **a, int **b, int **c, int n) // n表示方阵的阶数
for(int i=0; i<n; i++)
for(int j=0; j<n; j++)
int sum = 0;
for(int k=0; k<n; k++)
sum += a[i][k]*b[k][j];
c[i][j] = sum;
// 计算矩阵乘法 ikj
void matrix_multiply_ikj(int **a, int **b, int **c, int n) // n表示方阵的阶数
for(int i=0; i<n; i++)
for(int k=0; k<n; k++)
int sum = 0;
int j;
for(j=0; j<n; j++)
sum += a[i][k]*b[k][j];
c[i][j] = sum;
// 输出矩阵
void matrix_print(int **a, int n)
for(int i=0; i<n; i++)
for(int j=0; j<n; j++)
cout << a[i][j] << " ";
cout << endl;
cout << endl;
----------------------------------------------------end--------------------------------------------------------
假设两个大小相同的方阵需要计算乘法:按照矩阵乘法的规则:先写一段矩阵初始化代码:#include &lt;iostream&gt;#include &lt;cstdlib&gt; #include &lt;ctime&gt;using namespace std;void matrix_print(int **a, int n);int main(int argc, c...
void matrixXvector(float* destvect, float* srcmatrix, int srcmatrix_rownum, int srcmatrix_colnum, float* srcvect, int srcvect_size){
for(int row=0;row<srcmatrix_rownum;++row){
参考资料:https://zhuanlan.zhihu.com/p/146250334(矩阵行列计算次序按照的是链接中提供的最优次序)
很惭愧地说,之前矩阵相乘一直在调函数,从来没有自己实现过,自己是非计算机科班出身,感觉基础确实一般。所以今天试着写了个多线程矩阵乘法作为练习,看看计算效率如何,如有问题欢迎交流指正。这里矩阵用的是 vector<vector<int> > 表示,绝对的速度上应该是不如数组,这里仅用于验证多线程的加速。
#include<iostream.
【题目描述】
计算两个矩阵的乘法。n×m阶的矩阵A乘以m×k阶的矩阵B得到的矩阵C 是n×k阶的,且C[i][j] = A[i][0]×B[0][j] + A[i][1]×B[1][j] + …… +A[i][m-1]×B[m-1][j](C[i][j]表示C矩阵中第i行第j列元素)。
第一行为n, m, k,表示A矩阵是n行m列,B矩阵是m行k列,n, m, k均小于100。 然后先后输入A和B两个矩阵,A矩阵n行m列,B矩阵m行k列,矩阵中每个元素的绝对值不会大于1000。
编写一个矩阵运算系统,能够实现对矩阵的常规运算,基本要求包括:
(1) 一维矩阵类,能预定义矩阵的长度或运行中动态定义矩阵的长度。通过运算符重载,该类需能实现一维矩阵的基本算术运算(加、减、乘、除等);
(2) 二维矩阵类,该类可通过继承一维矩阵类修改获得,也可重新定义。二维矩阵类需能够自由定义矩阵的维度,并同时能实现二维矩阵的基本算术运算;
(3) 两个类都必须同时包含打印函数,能清楚打印出当前矩阵的内容;
(4) 两个类都必须含有重载的复制构造函数和复制成员函数。
并行程序设计这门课程的课程实验要求我分别使用串行,并行+分块算法,并行+分块+SSE指令集加速,CUDA等四种方法来计算矩阵乘法.
还真别说收获蛮大的.
我的配置是i5 3470+GTX660Ti
下面的表格是各种算法下的情况.
多线程+分块
多线程+分块+SSE
572.2(m...
void matrix_multiply(int a[][COLS], int b[][COLS], int c[][COLS]) {
int i, j, k;
for (i = ; i < ROWS; i++) {
for (j = ; j < COLS; j++) {
c[i][j] = ;
for (k = ; k < COLS; k++) {
c[i][j] += a[i][k] * b[k][j];
int main() {
int a[ROWS][COLS] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
int b[ROWS][COLS] = {{9, 8, 7}, {6, 5, 4}, {3, 2, 1}};
int c[ROWS][COLS];
int i, j;
matrix_multiply(a, b, c);
printf("Matrix A:\n");
for (i = ; i < ROWS; i++) {
for (j = ; j < COLS; j++) {
printf("%d ", a[i][j]);
printf("\n");
printf("Matrix B:\n");
for (i = ; i < ROWS; i++) {
for (j = ; j < COLS; j++) {
printf("%d ", b[i][j]);
printf("\n");
printf("Matrix C = A * B:\n");
for (i = ; i < ROWS; i++) {
for (j = ; j < COLS; j++) {
printf("%d ", c[i][j]);
printf("\n");
return ;
以上是用 C 语言编写
矩阵乘法的代码。