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使用MapReduce实现矩阵向量相乘

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1  描述

     假定有一个n*n的矩阵M,其第i行第j列的元素记为。假定有一个n维向量v,其第j个元素记为。于是,矩阵M和向量v的乘积结果是一个n维向量x,其第i个元素

     如:



    要求输入:向量为(2,3,4)

11 22 33
33 44 55
66 77 88

    输出:

0	220
1	418
2	715

2  实现思路

    假如这里n很大,但还没有大到向量v不足以放入内存的地步。将矩阵M存放在一个文件中,向量v作为常量数组放在程序中。那么我们便可以从矩阵元素在文件中的位置确定该元素的行列下标。同样,v向量的元素,可以通过数组下标获取该元素的行列下标。

 

Map函数:

    对矩阵元素Map任务会产生键值对(i,)。因此,计算的所有n个求和项的键值都相同。

 

Reduce函数:

      Reduce任务将所有与给定键i关联的值相加即可得到(i)。

 

逻辑图:



 

3  代码实现

public class MatrixVectorCompute {

	public static class TokenizerMapper extends
			Mapper<Object, Text, Text, IntWritable> {

		private Text lineNumber = new Text(); // 矩阵行序号
		private static int i = 0;
		private final static int[] vector = {2, 3, 4}; // 向量值

		public void map(Object key, Text value, Context context)
				throws IOException, InterruptedException {
			StringTokenizer itr = new StringTokenizer(value.toString());
			int j = 0; // 向量序号
			lineNumber.set(i + "");
			while (itr.hasMoreTokens()) {
				int result = vector[j] * Integer.parseInt(itr.nextToken());
				IntWritable one = new IntWritable(result);
				context.write(lineNumber, one);
				j ++;
			}
			i ++;
		}
	}

	public static class IntSumReducer extends
			Reducer<Text, IntWritable, Text, IntWritable> {
		private IntWritable result = new IntWritable();

		public void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values,
				Context context) throws IOException, InterruptedException {
			int sum = 0;
			for (IntWritable val : values) {
				sum += val.get();
			}
			result.set(sum);
			context.write(key, result);
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Configuration conf = new Configuration();
		
		Job job = new Job(conf, "word count11");
		job.setJarByClass(MatrixVectorCompute.class);
		
		job.setMapperClass(TokenizerMapper.class);
		job.setCombinerClass(IntSumReducer.class);
		job.setReducerClass(IntSumReducer.class);
		
		job.setOutputKeyClass(Text.class);
		job.setOutputValueClass(IntWritable.class);
		
		FileInputFormat.addInputPath(job, new Path("input"));
		FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path("output"));
		
		System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);
	}
}

4  总结

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