Addition vs multiplication on algorithm performance

I am studying about optimizing alogrithms.(Prof. Skiena’s Algorithm Guide book)

One of the exercises asks us to optimize an algorithm:

Plain text
Copy to clipboard
Open code in new window
EnlighterJS 3 Syntax Highlighter
<code>Suppose the following algorithm is used to evaluate the polynomial
p(x) = a^(xn) + a^n−1(xn−1) + . . . + a(x) + a
p := a0;
xpower := 1;
for i := 1 to n do
xpower := x ∗ xpower;
p := p + ai ∗ xpower
end
</code>
<code>Suppose the following algorithm is used to evaluate the polynomial p(x) = a^(xn) + a^n−1(xn−1) + . . . + a(x) + a p := a0; xpower := 1; for i := 1 to n do xpower := x ∗ xpower; p := p + ai ∗ xpower end </code>
Suppose the following algorithm is used to evaluate the polynomial
p(x) = a^(xn) + a^n−1(xn−1) + . . . + a(x) + a
p := a0;
xpower := 1;
for i := 1 to n do
xpower := x ∗ xpower;
p := p + ai ∗ xpower
end

(Here xn, xn-1… are the names given to distinct constants.)

After giving this some thought, the only way I found to possibly improve that algorithm is as follows

Plain text
Copy to clipboard
Open code in new window
EnlighterJS 3 Syntax Highlighter
<code>p := a0;
xpower := 1;
for i := 1 to n do
xpower := x ∗ xpower;
for j := 1 to ai
p := p + xpower
next j
next i
end
</code>
<code>p := a0; xpower := 1; for i := 1 to n do xpower := x ∗ xpower; for j := 1 to ai p := p + xpower next j next i end </code>
p := a0;
xpower := 1;
for i := 1 to n do
  xpower := x ∗ xpower;
     for j := 1 to ai
         p := p + xpower
     next j
next i
end

With this solution I have converted the second multiplication to addition in a for loop.

My questions:

  1. Do you find any other way to optimize this algorithm?
  2. Is the alternative I have suggested better than the original? (Edit: As suggested in the comments, this question though related to the problem deserves another question of its own. Please ignore.)

2

The standard solution is to notice that one has many multiplications with the same number x.

So instead of

Plain text
Copy to clipboard
Open code in new window
EnlighterJS 3 Syntax Highlighter
<code>p(x) = a_n*x^n + a_n−1*x^n−1 + . . . + a_1*x + a_0
</code>
<code>p(x) = a_n*x^n + a_n−1*x^n−1 + . . . + a_1*x + a_0 </code>
p(x) = a_n*x^n + a_n−1*x^n−1 + . . . + a_1*x + a_0

one might write

Plain text
Copy to clipboard
Open code in new window
EnlighterJS 3 Syntax Highlighter
<code>p(x) = (...((a_n*x) + a_n−1)x + ... + a_1)*x + a_0
</code>
<code>p(x) = (...((a_n*x) + a_n−1)x + ... + a_1)*x + a_0 </code>
p(x) = (...((a_n*x) + a_n−1)x + ... + a_1)*x + a_0

Perhaps easier to read:

Plain text
Copy to clipboard
Open code in new window
EnlighterJS 3 Syntax Highlighter
<code>p(x) := a_3*x^3 + a_2*x^2 + a_1*x + a_0
q(x) := ((a_3*x + a_2)*x + a_1)*x + a_0
p(x) == q(x)
</code>
<code>p(x) := a_3*x^3 + a_2*x^2 + a_1*x + a_0 q(x) := ((a_3*x + a_2)*x + a_1)*x + a_0 p(x) == q(x) </code>
p(x) := a_3*x^3 + a_2*x^2 + a_1*x + a_0
q(x) := ((a_3*x + a_2)*x + a_1)*x + a_0
p(x) == q(x)

We call such evaluation Horner’s method. It translates to approximately:

Plain text
Copy to clipboard
Open code in new window
EnlighterJS 3 Syntax Highlighter
<code>p := a_n;
for i is n-1 to 0
p := p*x + a_i
</code>
<code>p := a_n; for i is n-1 to 0 p := p*x + a_i </code>
p := a_n;
for i is n-1 to 0
   p := p*x + a_i

Horner’s method has n multiplications and n additions and is optimal.

0

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật