矩陣基礎 2 矩陣儲存優化

2021-07-17 02:48:37 字數 1371 閱讀 1889

摘要

本文主要講述矩陣的儲存優化手段。

1. 優化手段

矩陣中零元素較多時,可以採用去零優化,具體如例a所示。

矩陣中零元素較少時,若資料有規律,則可以找相應的規律進行優化,具體如例b所示。

矩陣中零元素較少時,若資料無規律,則不再本文所考慮的優化範圍內。

例a: 去零優化儲存

假定矩陣a的大小為m×n,具有上頻寬p,即矩陣某列某值上邊非零資料的個數,但p遠遠小於n時,則可以採用去零優化的方法。

不妨令矩陣a為:

不妨將優化之後的矩陣命名為矩陣b,優化的手段是盡可能地將0去掉,同時還保證了矩陣的基本形式。一種顯然的優化結果矩陣b如下:

原始矩陣a與優化之後的矩陣b之間的對映關係如下:

其中,1 =< i, j <= n,且i, j均為整數。

例b:找規律優化儲存

假定矩陣a的資料帶有某種規律,這裡我將它構造為對角矩陣。

不妨另矩陣a為:

矩陣a的抽象形式化表示為

接下來我們可以利用對角矩陣這乙個規律對原始矩陣a進行優化,不妨令優化之後的矩陣b,一種顯然的優化結果b如下:

即,對應矩陣b的抽象形式為

為了計算矩陣a與優化之後的矩陣b之間的對映關係,我的優化變數如下:

令對角線為k,k與矩陣a之間的關係為:

對角線k上的資料的數目為:

即原始矩陣a與優化之後的矩陣b之間的對映關係如下:

這裡建議讀者自己去定義自己的優化變數,然後自己去推理總結數學公式,因為優化的結果一般差不多,但優化的過程,方案或數學公式卻千奇百怪。

2. 總結

矩陣儲存優化的方案有種種,矩陣的儲存優化是一種簡單易懂的思路,對計算機計算和儲存有著重要的作用。最後,希望我足夠虔誠,也希望讀者都能夠在本文中得到一點啟發。

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