Question

我正在尝试在Java中实现一个简单的矩阵乘法，我将矩阵存储在二维ArrayLists中。似乎错误是由嵌套for循环中的矩阵sftp-config.json的设置引起的，但我不明白为什么。

Result

代码生成结果import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; import java.util.Arrays; public class Test { public static void main(String args[]) { int n = 2; ArrayList<ArrayList<Integer>> Result = new ArrayList<ArrayList<Integer>>(Collections.nCopies(n, new ArrayList<Integer>(Collections.nCopies(n, 0)))); ArrayList<ArrayList<Integer>> A = new ArrayList<ArrayList<Integer>>(); ArrayList<ArrayList<Integer>> B = new ArrayList<ArrayList<Integer>>(); A.add(new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 6))); A.add(new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(2, 2))); B.add(new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(0, 9))); B.add(new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(5, 6))); for (int i = 0; i < n; i++){ for (int j = 0; j < n; j++){ for (int k = 0; k < n; k++){ int val = A.get(i).get(k) * B.get(k).get(j); Result.get(i).set(j, Result.get(i).get(j) + val); } } } } }，实际上它应该是A * B = [[40, 75], [40, 75]]。

Answer 1

Result初始化不正确。

ArrayList<ArrayList<Integer>> Result = new ArrayList<ArrayList<Integer>>(
    Collections.nCopies(n,
        new ArrayList<Integer>(Collections.nCopies(n, 0))));

这会创建一个矩阵，其中两行（或列，具体取决于您的看法）实际上是同一行（列），引用两次。

你可以这样初始化Result：

List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
    result.add(new ArrayList<>(Collections.nCopies(n, 0)));
}

Answer 2

使用二维列表的方阵乘法：

int n = 2;
// three square matrices n×n
List<List<Integer>>
        a = Arrays.asList(Arrays.asList(1, 6), Arrays.asList(2, 2)),
        b = Arrays.asList(Arrays.asList(0, 9), Arrays.asList(5, 6)),
        // resulting matrix
        c = Arrays.asList(Arrays.asList(0, 0), Arrays.asList(0, 0));

// rows of the 'a' matrix
for (int i = 0; i < n; i++) {
    // columns of the 'b' matrix
    for (int j = 0; j < n; j++) {
        // columns of the 'a' matrix,
        // aka rows of the 'b' matrix
        for (int k = 0; k < n; k++) {
            // previous value
            int val = c.get(i).get(j);
            // sum of the products of the i-th row
            // of 'a' and the j-th column of 'b'
            val += a.get(i).get(k) * b.get(k).get(j);
            // set new value
            c.get(i).set(j, val);
        }
    }
}

// output
System.out.println(a); // [[1, 6], [2, 2]]
System.out.println(b); // [[0, 9], [5, 6]]
System.out.println(c); // [[30, 45], [10, 30]]

^{另见：Algorithm of the matrix multiplication}

Answer 3

您可以使用数组代替列表，因为乘法前后的所有三个矩阵通常都有常数尺寸。但是对于列表，您可以使用 mutable AtomicInteger 而不是 immutable Integer。您的代码可能如下所示：

int n = 2;
// matrices
List<List<AtomicInteger>> a = List.of(
        List.of(new AtomicInteger(1), new AtomicInteger(6)),
        List.of(new AtomicInteger(2), new AtomicInteger(2)));
List<List<AtomicInteger>> b = List.of(
        List.of(new AtomicInteger(0), new AtomicInteger(9)),
        List.of(new AtomicInteger(5), new AtomicInteger(6)));
// resulting matrix
List<List<AtomicInteger>> c = List.of(
        List.of(new AtomicInteger(0), new AtomicInteger(0)),
        List.of(new AtomicInteger(0), new AtomicInteger(0)));

// matrix multiplication
for (int i = 0; i < n; i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
        for (int k = 0; k < n; k++) {
            int val = a.get(i).get(k).get() * b.get(k).get(j).get();
            c.get(i).get(j).getAndAdd(val);
        }
    }
}

// output
System.out.println(a); // [[1, 6], [2, 2]]
System.out.println(b); // [[0, 9], [5, 6]]
System.out.println(c); // [[30, 45], [10, 30]]

^{另见：

• Parallel matrix multiplication - Java 8

• Floating point matrix multiplication}

Java中的矩阵乘法使用二维数组列表

3 个答案: