提升压缩矩阵基础知识

时间:2010-09-21 22:40:06

标签: c++ optimization boost matrix sparse-matrix

我对boost :: compressed_matrix的工作原理感到困惑。假设我像这样声明compressed_matrix:

boost::numeric::ublas::compressed_matrix<double> T(1000, 1000, 3*1000);

这为1000x1000矩阵中的3 * 1000个元素分配空间。现在我该如何给它提供非零元素的位置?何时以及如何设置非零元素?是每次我在矩阵中分配一个元素,例如B(4,4)= 4,它会将该元素标记为非零?

如果可能的话,如果你能帮助我通过一个例子来帮助我学习,我将非常感激。对内部实施的一些见解会很棒。我想确保我不会通过猜测来编写次优的程序。

谢谢你!

2 个答案:

答案 0 :(得分:3)

压缩矩阵默认有一个基础线性容器(unbounded_array,但如果需要,可以设为bounded_arraystd::vector),其中包含矩阵的所有非零元素,在行主要(默认情况下)顺序。这意味着无论何时将新的非零元素写入压缩矩阵,它都会插入到该底层数组中。如果您没有按(行 - 主要)顺序填充矩阵,则每个插入都将为O(n)。当您更改现有的非零元素时,只需在基础数组中进行更改。

这是一个简单的测试,看看底层结构是什么样的:

#include <boost/numeric/ublas/matrix_sparse.hpp>
#include <boost/numeric/ublas/storage.hpp>
namespace ublas = boost::numeric::ublas;
void show_array(const ublas::unbounded_array<double>& a)
{
    for(size_t i=0; i<a.size(); ++i)
            std::cout << a[i] << ' ';
    std::cout << '\n';
}
int main()
{
    ublas::compressed_matrix<double> m (10, 10, 3 * 10);
    m(0, 5) = 1; // underlying array is {1, 0, 0, 0, ...}
    show_array(m.value_data());
    m(0, 6) = 2; // underlying array is {1, 2, 0, 0, ...}
    show_array(m.value_data());
    m(0, 4) = 3;  // underlying array is {3, 1, 2, 0, ...}
    show_array(m.value_data());
    m(0, 4) = 7;  // underlying array is {7, 1, 2, 0, ...}
    show_array(m.value_data());
}

答案 1 :(得分:1)

您可以使用(i,j)运算符隐式创建非零元素,也可以使用insert_element函数显式插入元素。

最佳位置实际上是实现内部:

http://www.tena-sda.org/doc/5.2.2/boost/d2/db7/matrix__sparse_8hpp-source.html#l02761

  

true_reference insert_element(size_type i,size_type j,const_reference t)

     

将值t插入第i行的第j个元素。不允许重复元素。

     
     

void erase_element(size_type i,size_type j)

     

删除第i行第j个元素的值。