java - 矩阵乘法java 1.8

Question

您认为可以使用 Java 1.8 中的新 Stream 接口实现稀疏矩阵运算吗？如果是，我们需要如何实现矩阵和操作。显然，我正在寻找它最终能够使用“自动”并行化。

Answer 1

显然是可以做到的。对于一个简单的 SPMV（稀疏矩阵向量乘法），如下所示，稀疏矩阵以坐标COO格式（最简单的稀疏格式）表示：

class COO {
    int x, y, value;
}

public static ArrayList<Integer> spmv(List<COO> values, ArrayList<Integer> v) {
    final ArrayList<Integer> result = new ArrayList<>(Collections.nCopies(v.size(), 0));
    values.stream().forEach(
            coo -> result.set(coo.x, result.get(coo.x) + coo.value * v.get(coo.y))
    );
    return result;
}

但是我真诚地建议您使用一些预编码的东西，如果您不想在接下来的 3 年中花费生命来理解稀疏矩阵运算的性能影响。这是一个相当大的研究/优化主题，有很多因素需要考虑（就在我的脑海中）：

1. 矩阵值的调度/重新排序以提高缓存性能
2. 针对特定问题使用最佳存储格式（例如，请参阅netlib上的此调查）

与手工实现相比，有许多实现可以在性能上实现数量级的改进。仅举几例，请查看：

1. 英特尔 MKL 稀疏 BLAS

2. 英伟达的 cuBLAS

如果它们尚不存在，我只会为它们编写绑定，尽管像la4j这样的东西看起来很有希望。