Algorytm Strassena - rekurencja w wielu wywołaniach

Cześć!

Jestem tu nowy, więc o sobie krótko - rok 2 rok studiów informatycznych, 2 semestry z C++ ... poziom nie najgorszy ale dalej czuje się jak nowicjusz amator.

Ostatnio realizuje mnożenie "dużych" macierzy 4k na 4k.. postanowiłem więc wykorzystać algorytm Strassena aby uciąć jedno mnożenie. Program działał prawidłowo, zwracał poprawny wynik, ale problem zaczął się gdy spróbowałem rekurencji. Nie wiem czy może gdzieś pamięć ginie, lub wyniki przechowywane z wyższego poziomu rekurencji są nadpisywane. Może zamiast opisywać dokładnie problem to zaprezentuje kod - na pewno więcej wyjaśni.

header.h

#ifndef HEADER_H_
#define HEADER_H_
#include <iostream>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

int** allocMatrixEX(int, int);
void deleteMatrixEX(int**&, int size);

void generateMX(int**& matrix, int size);
void copyMX(int**& matrix, int**& MX0, int size);

void subdivide(int**MX0, int**& matrix, int i, int j, int size);

int** add(int**& MX0, int**& MX1, int**& MX2, int size);
int** subtract(int**& MX0, int**& MX1, int**& MX2, int size);
int** multiply(int**& MX0, int**& MX1, int**& MX2, int size);
int** strassen(int**& MXC, int**& MXA, int**& MXB, int value);
void summary(int**& MOC, int**& C11, int**& C12, int**& C21, int**& C22, int size);

void showM(int**& MX0, int size);

#endif

main.cpp

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include "header.h"

int main(void) {
    srand(time(NULL));
    int value = 4096;
    
    // tu powinna zacząć się funkcja strassen
    int size = value;
	
	int** MA = allocMatrixEX(size, size);
    int** MB = allocMatrixEX(size, size);
    int** MC = allocMatrixEX(size, size);
    
    generateMX(MA, size);
    generateMX(MB, size);
    //showM(MA, size);
//	showM(MB, size);
   // system("pause");
    
	MC = strassen(MC, MA, MB, size);
//	showM(MC, size);
	
	deleteMatrixEX(MA, size);
	deleteMatrixEX(MB, size);
    deleteMatrixEX(MC, size);
    
    return 0;
}

definition.cpp

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include "header.h"

// ALOKACJA PAMIĘCI DLA MACIERZY
int** allocMatrixEX(int height, int width){
	int** matrix = new int*[height];
	for (int i = 0; i < height; ++i)
    	matrix[i] = new int[width];
    return matrix;
}

// USUWANIE PAMIĘCI PO MACIERZY
void deleteMatrixEX(int**& matrix, int height){
    for (int i = 0; i < height; ++i)
    		delete matrix[i];
	delete matrix;
}

// GENEROWANIE MACIERZY
void generateMX(int**& matrix, int size){
	for (int i=0; i<size; i++)
        for (int j=0; j<size; j++)
            matrix[i][j] = rand()%3;
}

// KOPIOWANIE MACIERZY
void copyMX(int**& matrix, int**& MX0, int size){
	for (int i=0; i<size; i++)
        for (int j=0; j<size; j++)
            matrix[i][j] = MX0[i][j];
}

// MNOŻENIE MACIERZY
int** multiply(int**& MX0, int**& MX1, int**& MX2, int size){
	for(int y=0; y<size/2; y++){
		for(int j=0; j<size/2; j++){
			for(int i=0; i<size/2; i++){
				MX0[y][j]+=MX1[y][i]*MX2[i][j];
			}
		}
		//cout << "mnozenie kolumny "<< y << " macierzy "<< MX0 << endl;
	}
	return MX0;
}

// DODAWANIE MACIERZY
int** add(int**& MX0, int**& MX1, int**& MX2, int size){
	for (int i=0; i<size/2; i++){
        for (int j=0; j<size/2; j++)
            MX0[i][j] = MX1[i][j]+MX2[i][j];
    	//cout << "dodawanie kolumny "<< i << " macierzy "<< MX0 << endl;
    }
	return MX0;
}

// ODEJMOWANIE MACIERZY
int** subtract(int**& MX0, int**& MX1, int**& MX2, int size){
	for (int i=0; i<size/2; i++){
        for (int j=0; j<size/2; j++)
            MX0[i][j] = MX1[i][j]-MX2[i][j];
    	//cout << "odejmowanie kolumny "<< i << " macierzy "<< MX0 << endl;
    }
	return MX0;
}

// PODZIAŁ GŁOWNYCH MACIERZY NA ĆWIARTKI
void subdivide(int**MX0, int**& matrix, int i, int j, int size){
	int x=i;
	for (int a=0; a<size; a++)
	{
		int y=j;
		for (int b=0; b<size; b++)
		{
        	MX0[a][b] = matrix[x][y];
        	y++;
		}
		x++;
	}
}

// KOŃCOWE SUMOWANIE MACIERZY WYNIKOWEJ
void summary(int**& MOC, int**& c11, int**& c12, int**& c21, int**& c22, int size){
	int x=0;
	for (int a=0; a<size/2; a++)
	{
		int y=0;
		for (int b=0; b<size/2; b++)
		{
        	MOC[a][b] = c11[x][y];
        	y++;
		}
		x++;
	}
	x=0;
	for (int a=0; a<size/2; a++)
	{
		int y=0;
		for (int b=size/2; b<size; b++)
		{
        	MOC[a][b] = c12[x][y];
        	y++;
		}
		x++;
	}
	x=0;
	for (int a=size/2; a<size; a++)
	{
		int y=0;
		for (int b=0; b<size/2; b++)
		{
        	MOC[a][b] = c21[x][y];
        	y++;
		}
		x++;
	}
	x=0;
	for (int a=size/2; a<size; a++)
	{
		int y=0;
		for (int b=size/2; b<size; b++)
		{
        	MOC[a][b] = c22[x][y];
        	y++;
		}
		x++;
	}
}

// WYŚWIETLANIE MACIERZY
void showM(int**& MX0, int size){
	for (int i=0; i<size; i++){
        for (int j=0; j<size; j++){
        	cout << MX0[i][j] << " | ";
		}
    	cout << endl;
	}
	cout << "**********************************************\n";
}

// FUNKCJA STRASSEN

int** strassen(int**& MXC, int**& MXA, int**& MXB, int value){
int size = value;
    
    /* ALOKACJA PAMIĘCI NA POTRZEBY MACIERZY OPERACYJNYCH */
    int** matrixA = allocMatrixEX(size, size);
    int** matrixB = allocMatrixEX(size, size);
    int** matrixC = allocMatrixEX(size, size);
    
    int** A11 = allocMatrixEX(size/2, size/2);
    int** A12 = allocMatrixEX(size/2, size/2);
    int** A21 = allocMatrixEX(size/2, size/2);
    int** A22 = allocMatrixEX(size/2, size/2);
    int** B11 = allocMatrixEX(size/2, size/2);
    int** B12 = allocMatrixEX(size/2, size/2);
    int** B21 = allocMatrixEX(size/2, size/2);
    int** B22 = allocMatrixEX(size/2, size/2);
    
    int** M1 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** M2 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** M3 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** M4 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** M5 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** M6 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** M7 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    /* KONIEC ALOKACJI */
    
    /* PRZYPISANIE WARTOŚCI DO MACIERZY I ICH PODZIAŁ NA ĆWIARTKI */
    
    copyMX(matrixA, MXA, size);
    	subdivide(A11, matrixA, 0, 0, size/2);
		subdivide(A12, matrixA, 0, size/2, size/2);
		subdivide(A21, matrixA, size/2, 0, size/2);
		subdivide(A22, matrixA, size/2, size/2, size/2);
		
		//showM(A11, size/2);
    	//showM(A12, size/2);
    	//showM(A21, size/2);
    	//showM(A22, size/2);
    //	system("pause");
	deleteMatrixEX(matrixA, size);
    
    copyMX(matrixB, MXB, size);
    	subdivide(B11, matrixB, 0, 0, size/2);
		subdivide(B12, matrixB, 0, size/2, size/2);
		subdivide(B21, matrixB, size/2, 0, size/2);
		subdivide(B22, matrixB, size/2, size/2, size/2);
		
		//showM(B11, size/2);
    	//showM(B12, size/2);
    	//showM(B21, size/2);
    	//showM(B22, size/2);
	//	system("pause");
    deleteMatrixEX(matrixB, size);		
	/* KONIEC PRZYPISYWANIA I PODZIAŁU MACIERZY WEJŚCIOWYCH */
    
    /* OBLICZANIE MACIERZY OPERACYJNYCH */
    // jeśli ma dzielić dalej to mnożenie odbywa się za pomocą funkcji strassen(), w innym wypadku za pomocą funkcji multiply() //
    
    int** temp0 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** temp1 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    
    if(size>256){
    	//krok 1
		temp0 = add(temp0, A11, A22, size);
		temp1 = add(temp1, B11, B22, size);
			M1=strassen(M1, temp0, temp1, size/2);
		//krok 2
		temp0 = add(temp0, A21, A22, size);
			M2=strassen(M2, temp0, B11, size/2);
		//krok 3
		temp1 = subtract(temp1, B12, B22, size);
			M3=strassen(M3, A11, temp1, size/2);
		//krok 4
		temp1 = subtract(temp1, B21, B11, size);
			M4=strassen(M4, A22, temp1, size/2);
		//krok 5
		temp1 = add(temp1, A11, A12, size);
			M5=strassen(M5, temp1, B22, size/2);
		//krok 6
		temp0 = subtract(temp0, A21, A11, size);
		temp1 = add(temp1, B11, B12, size);
			M6=strassen(M6, temp0, temp1, size/2);
		//krok 7
		temp0 = subtract(temp0, A12, A22, size);
		temp1 = add(temp1, B21, B22, size);
			M7=strassen(M7, temp0, temp1, size/2);
	} else{
    	//krok 1
		temp0 = add(temp0, A11, A22, size);
		temp1 = add(temp1, B11, B22, size);
			M1=multiply(M1, temp0, temp1, size/2);
		//krok 2
		temp0 = add(temp0, A21, A22, size);
			M2=multiply(M2, temp0, B11, size/2);
		//krok 3
		temp1 = subtract(temp1, B12, B22, size);
			M3=multiply(M3, A11, temp1, size/2);
		//krok 4
		temp1 = subtract(temp1, B21, B11, size);
			M4=multiply(M4, A22, temp1, size/2);
		//krok 5
		temp1 = add(temp1, A11, A12, size);
			M5=multiply(M5, temp1, B22, size/2);
		//krok 6
		temp0 = subtract(temp0, A21, A11, size);
		temp1 = add(temp1, B11, B12, size);
			M6=multiply(M6, temp0, temp1, size/2);
		//krok 7
		temp0 = subtract(temp0, A12, A22, size);
		temp1 = add(temp1, B21, B22, size);
			M7=multiply(M7, temp0, temp1, size/2);
	}
	
	/* KONIEC OBLICZEŃ OPERACYJNYCH */
    
    deleteMatrixEX(A11, size/2);
    deleteMatrixEX(A12, size/2);
    deleteMatrixEX(A21, size/2);
    deleteMatrixEX(A22, size/2);
    deleteMatrixEX(B11, size/2);
    deleteMatrixEX(B12, size/2);
    deleteMatrixEX(B21, size/2);
    deleteMatrixEX(B22, size/2);
    deleteMatrixEX(temp0, size/2);
    deleteMatrixEX(temp1, size/2);
    
    int** C11 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** C12 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** C21 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** C22 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** temp2 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    int** temp3 = allocMatrixEX(size/2,size/2);
    
	/* OSTATECZNE SUMOWANIE WARTOŚCI WYJŚCIOWYCH */
	temp2 = add(temp2, M1, M4, size);
	temp3 = subtract(temp3, temp2, M5, size);
	C11=add(C11, temp3, M7, size);
	C12= add(C12, M3, M5, size);
	C21= add(C21, M2, M4, size);
	temp2 = subtract(temp2, M1, M2, size);
	temp3 = add(temp3, temp2, M3, size);
	C22=add(C22, temp3, M6, size);
	/* KONIEC SUMOWANIA */
	
	deleteMatrixEX(M1, size/2);
    deleteMatrixEX(M2, size/2);
    deleteMatrixEX(M3, size/2);
    deleteMatrixEX(M4, size/2);
    deleteMatrixEX(M5, size/2);
    deleteMatrixEX(M6, size/2);
    deleteMatrixEX(M7, size/2);
    deleteMatrixEX(temp2, size/2);
    deleteMatrixEX(temp3, size/2);
    
	/* SKŁADANIE MACIERZY WYJŚCIOWEJ */
	summary(MXC, C11, C12, C21, C22, size);
    
    deleteMatrixEX(C11, size/2);
    deleteMatrixEX(C12, size/2);
    deleteMatrixEX(C21, size/2);
    deleteMatrixEX(C22, size/2);
    
    cout << "zaraz zwroce macierz wyjsciowa M o wyniku:\n\n";
	//showM(MXC, size);
	copyMX(matrixC, MXC, size);
	//deleteMatrixEX(MXC, size);
    return matrixC;
}