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import java.math.BigInteger;
import java.util.Random;
class Karatsuba {
private final static BigInteger ZERO = new BigInteger("0");
public static BigInteger karatsuba(BigInteger x, BigInteger y) {
// cutoff to brute force
int N = Math.max(x.bitLength(), y.bitLength());
if (N <= 2000) return x.multiply(y); // optimize this parameter
// number of bits divided by 2, rounded up
N = (N/2) + (N % 2);
// x = a + 2^N b, y = c + 2^N d
BigInteger b = x.shiftRight(N);
BigInteger a = x.subtract(b.shiftLeft(N));
BigInteger d = y.shiftRight(N);
BigInteger c = y.subtract(d.shiftLeft(N));
// compute sub-expressions
BigInteger ac = karatsuba(a, c);
BigInteger bd = karatsuba(b, d);
BigInteger abcd = karatsuba(a.add(b), c.add(d));
return ac.add(abcd.subtract(ac).subtract(bd).shiftLeft(N)).add(bd.shiftLeft(2*N));
}
public static void main(String[] args) {
long start, stop, elapsed;
Random random = new Random();
int N = Integer.parseInt(args[0]);
BigInteger a = new BigInteger(N, random);
BigInteger b = new BigInteger(N, random);
start = System.currentTimeMillis();
BigInteger c = karatsuba(a, b);
stop = System.currentTimeMillis();
StdOut.println(stop - start);
start = System.currentTimeMillis();
BigInteger d = a.multiply(b);
stop = System.currentTimeMillis();
StdOut.println(stop - start);
StdOut.println((c.equals(d)));
}
}
N =數字爲什麼不是karatsuba O(n^2)的複雜性?
號因爲我們有一點複雜程度處理使每一個除了會採取O(n)和每個遞歸調用有一個至少一個除導致總的(正2000)* N。我在這裏做錯了什麼?
代碼從 - http://introcs.cs.princeton.edu/java/99crypto/Karatsuba.java.html
仍然沒有得到它。 (1 + 2)*(3 + 4)-A2-B2。在這個等式中(1 + 2)需要1步,3 + 4也是這樣,減法「-a2-b2」也是這樣,乘法也是這樣。然後返回步驟再次需要2次加法和3次乘法。我很難理解如何不超過n^2。你能否進一步澄清這一點? –
我們在這裏處理大量數據。增加和乘法的成本是不同的。我們知道增加大數字是O(n)。所以2個添加將花費O(n)。乘法的複雜性是什麼?那麼,它是上述算法的複雜性,因爲它是我們正在使用的乘法算法。因此,我們計算出,重複T(n)= 3T(n/2)+ O(n)= 3次乘以1/2大小的數字+少數加法。那有意義嗎? –