用Java表示100K X 100K矩阵

Question

如何在Java中存储100K X 100K矩阵？

我无法使用普通的数组声明来执行此操作，因为它会引发java.lang.OutofMemoryError。

Answer 1

听起来您需要一个稀疏矩阵。其他人已经提出了可以满足您需求的良好的第三方实施方案。

根据您的应用程序，您可以不使用第三方矩阵库，而只需使用Map作为矩阵数据的后备存储即可。有点儿…

public class SparseMatrix<T> {
    private T defaultValue;
    private int m;
    private int n;
    private Map<Integer, T> data = new TreeMap<Integer, T>();
    /// create a new matrix with m rows and n columns
    public SparseMatrix(int m, int n, T defaultValue) {
        this.m = m;
        this.n = n;
        this.defaultValue = defaultValue;
    }
    /// set value at [i,j] (row, col)
    public void setValueAt(int i, int j, T value) {
        if (i >= m || j >= n || i < 0 || j < 0) 
            throw new IllegalArgumentException(
                    "index (" + i + ", " +j +") out of bounds");        
        data.put(i * n + j, value);
    }
    /// retrieve value at [i,j] (row, col)
    public T getValueAt(int i, int j) {
        if (i >= m || j >= n || i < 0 || j < 0) 
            throw new IllegalArgumentException(
                    "index (" + i + ", " +j +") out of bounds");
        T value = data.get(i * n + j);
        return value != null ? value : defaultValue;
    }
}

一个说明SparseMatrix用法的简单测试用例为：

public class SparseMatrixTest extends TestCase {
    public void testMatrix() {
        SparseMatrix<Float> matrix = 
            new SparseMatrix<Float>(100000, 100000, 0.0F);
        matrix.setValueAt(1000, 1001, 42.0F);
        assertTrue(matrix.getValueAt(1000,1001) == 42.0);
        assertTrue(matrix.getValueAt(1001,1000) == 0.0);        
    }   
}

这不是最有效的方法，因为矩阵中的每个非默认条目都存储为对象。根据您期望的实际值数量，此方法的简单性可能胜过集成第三方解决方案（并可能会处理其许可-
再次​​取决于您的情况）。

在上面的SparseMatrix实现中添加诸如乘法之类的矩阵运算应该很简单（并留给读者练习；-)