pytorch 稠密矩阵转稀疏矩阵稀疏矩阵转换矩阵

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mob64ca140eb362 2024-01-20 21:49:52

文章标签 pytorch 稠密矩阵转稀疏矩阵矩阵 java 稀疏矩阵 System 文章分类 PyTorch 人工智能

问题：

现在有一个五子棋盘，如下，需要你进行存盘，然后以后在玩的时候还可以继续上一盘，你可以直接把这个11X11的棋盘直接保存到一个二维数组中，然后写进文件夹，但是你会发现，此时11X11的棋盘只有3个数据，其他都是无用的，占用内存空间，这显然转换成稀疏矩阵在存储，明显可以省略很多空间，接下来我们用Java代码模拟把它转换成稀疏矩阵，再从稀疏矩阵还原成原矩阵。

pytorch 稠密矩阵转稀疏矩阵稀疏矩阵转换矩阵_稀疏矩阵

首先我们定义一个跟棋盘大小

的二维数组，然后给对应的位置赋值。

//五子棋盘矩阵转换成稀疏矩阵，规定白为 1 ，黑为 2
        //先定义五子棋棋盘，放置对应棋子
        int sum = 0; //棋盘中数据的个数
        int array1[][] = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;
        array1[3][4] = 2;
        for (int i=0;i<array1.length;i++){
            for (int j=0;j<array1[0].length;j++){
                System.out.printf("%d\t",array1[i][j]);
                if (array1[i][j]!=0){
                    ++sum;
                }
            }
            System.out.printf("\n");
        }

输出结果看一下：

0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   1   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   2   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   2   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0

第二步：定义一个稀疏矩阵，稀疏矩阵第一行就是就是原矩阵的行数列数和数据个数，下面就是每个数据的行数列数和数据值。

上面原矩阵可以转换成这样的稀疏矩阵，具体代码实现：

//将矩阵转换成稀疏矩阵
        //1、定义稀疏矩阵:因为稀疏矩阵有三列,行数是数据的个数加上第一行记录原矩阵的信息
        int array2[][] = new int[sum+1][3];
        //2、给稀疏矩阵赋值
        array2[0][0] = array1.length;
        array2[0][1] = array1[0].length;
        array2[0][2] = sum;
        //3、遍历array1将数据存入array2中
        int count=0;//用于稀疏矩阵行数自增
        for (int i=0;i<array1.length;i++){
            for (int j=0;j<array1[0].length;j++){
                if (array1[i][j]!=0){
                    ++count;
                    array2[count][0] = i;
                    array2[count][1] = j;
                    array2[count][2] = array1[i][j];
                }
            }
        }

然后我们输出稀疏矩阵看看：

//输出稀疏矩阵查看效果
        for (int i=0;i<array2.length;i++){
            for (int j=0;j<array2[0].length;j++){
                System.out.printf("%d\t",array2[i][j]);
            }
            System.out.printf("\n");
        }

11   11   3
1 2 1
2 3 2
3 4 2

此时我们已经将原矩阵转换成稀疏矩阵了。

最后我们根据稀疏矩阵转换成正常矩阵并输出：

//将稀疏矩阵还原成原矩阵
        //1、根据稀疏矩阵定义原矩阵的大小
        int array3[][] = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2、遍历稀疏矩阵将数据放入原矩阵
        for (int i=1;i<array2.length;i++){
                array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //遍历恢复后的矩阵，查看结果
        for (int i=0;i<array3.length;i++){
            for (int j=0;j<array3[0].length;j++){
                System.out.printf("%d\t",array3[i][j]);
            }
            System.out.printf("\n");
        }

0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   1   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   2   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   2   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0

至此，我们已经完成了将矩阵转换稀疏矩阵，和稀疏矩阵还原成原矩阵。如果你会使用io流的话，你可以尝试着转换成稀疏矩阵存入文件，然后读取文件，将稀疏矩阵转换成原矩阵。

源代码：

public class Matrix2SparseMatrix {
    public static void main(String[] args) {
        //五子棋盘矩阵转换成稀疏矩阵，规定白为 1 ，黑为 2
        //先定义五子棋棋盘，放置对应棋子
        int sum = 0; //棋盘中数据的个数
        int array1[][] = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;
        array1[3][4] = 2;
        for (int i=0;i<array1.length;i++){
            for (int j=0;j<array1[0].length;j++){
                System.out.printf("%d\t",array1[i][j]);
                if (array1[i][j]!=0){
                    ++sum;
                }
            }
            System.out.printf("\n");
        }

        System.out.println("--------------------------------------------------------------------");

        //将矩阵转换成稀疏矩阵
        //1、定义稀疏矩阵:因为稀疏矩阵有三列,行数是数据的个数加上第一行记录原矩阵的信息
        int array2[][] = new int[sum+1][3];
        //2、给稀疏矩阵赋值
        array2[0][0] = array1.length;
        array2[0][1] = array1[0].length;
        array2[0][2] = sum;
        //3、遍历array1将数据存入array2中
        int count=0;//用于稀疏矩阵行数自增
        for (int i=0;i<array1.length;i++){
            for (int j=0;j<array1[0].length;j++){
                if (array1[i][j]!=0){
                    ++count;
                    array2[count][0] = i;
                    array2[count][1] = j;
                    array2[count][2] = array1[i][j];
                }
            }
        }

        //输出稀疏矩阵查看效果
        for (int i=0;i<array2.length;i++){
            for (int j=0;j<array2[0].length;j++){
                System.out.printf("%d\t",array2[i][j]);
            }
            System.out.printf("\n");
        }

        System.out.println("--------------------------------------------------------------------");

        //将稀疏矩阵还原成原矩阵
        //1、根据稀疏矩阵定义原矩阵的大小
        int array3[][] = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2、遍历稀疏矩阵将数据放入原矩阵
        for (int i=1;i<array2.length;i++){
                array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //遍历恢复后的矩阵，查看结果
        for (int i=0;i<array3.length;i++){
            for (int j=0;j<array3[0].length;j++){
                System.out.printf("%d\t",array3[i][j]);
            }
            System.out.printf("\n");
        }
    }
}

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