矩阵转置,重写FastTranspose (程序2.11),要求只⽤⼀个数组保存RowSize和RowStart 的信息。时间复杂度O(terms+cols)。
时间: 2024-10-09 18:10:00 浏览: 25
矩阵转置是一个基本的线性代数操作,它涉及将矩阵的行变成列,或将列变成行。在程序设计中,如果你有一个二维数组表示矩阵,转置过程通常会创建一个新的矩阵,其中原矩阵的第i行变为新矩阵的第i列。
在题目描述的FastTranspose版本中,为了节省空间并优化效率,我们不需要单独为每一行存储起始位置,而是仅使用两个变量:RowSize(表示当前行的元素个数)和RowStart(记录下一行的开始位置)。这个算法假设原始矩阵的行数和列数是已知的,并且在一次遍历过程中完成转置。
下面是一个简化版的伪代码描述:
```python
初始化新矩阵,大小为列数×行数
设置RowStart = 0
for i = 0 to 行数 - 1:
for j = RowStart to RowStart + RowSize - 1: // 取出当前行的所有元素
新矩阵[j, i] = 原矩阵[i, j] // 将原矩阵的对应元素复制到新矩阵的对应位置
RowStart += RowSize // 移动到下一个行的开始位置
```
时间复杂度分析:
- terms代表矩阵元素总数,即行数乘以列数;
- cols代表列数,因为每次迭代都会处理一列元素。
所以总的时间复杂度是O(terms),加上对每行的操作,可以认为是O(cols * terms)简化后就是O(terms + cols)。
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这个是我的代码public static byte[] base64ToBGR(String base64Image) { String prefix = "data:image/png;base64,"; String base64 = ""; if (base64Image.startsWith(prefix)) { base64 = base64Image.substring(prefix.length()); } else { base64 = base64Image; } byte[] bytes = Base64.decode(base64, Base64.DEFAULT); Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(bytes, 0, bytes.length); int width = bitmap.getWidth(); int height = bitmap.getHeight(); int[] pixels = new int[width * height]; bitmap.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height); byte[] bgrData = new byte[width * height * 3]; ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(bgrData); int numThreads = Runtime.getRuntime().availableProcessors(); // 获取可用的处理器核心数 ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(numThreads); List<Callable<Void>> tasks = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < height; i++) { final int row = i; Callable<Void> task = () -> { int rowStart = row * width; int rowEnd = rowStart + width; for (int j = rowStart; j < rowEnd; j++) { int pixel = pixels[j]; byte b = (byte) Color.blue(pixel); byte g = (byte) Color.green(pixel); byte r = (byte) Color.red(pixel); buffer.put(b); buffer.put(g); buffer.put(r); } return null; }; tasks.add(task); } try { executor.invokeAll(tasks); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } executor.shutdown(); return bgrData; }
您的代码已经实现了将Base64编码的图像转换为BGR格式的字节数组,但是您的代码还有一些可以改进的地方:
1. 您的代码处理图像的方式是使用Android的Bitmap类,而不是Java的BufferedImage类。这样做会导致您的代码无法在非Android环境下使用,建议使用Java标准库的类来处理图像。
2. 您的代码使用了多线程来处理像素,这是一个很好的优化手段,但是在像素数量较少的情况下,多线程会带来额外的开销。建议使用一些启发式算法来判断是否需要使用多线程。
3. 您的代码中使用了Callable和Future来处理多线程任务,这是一种比较复杂的方式,可以使用Java 8中的Stream和parallelStream方法来简化多线程操作。
4. 您的代码中使用了Android的Color类来获取像素的RGB值,这会导致您的代码无法在非Android环境下使用。建议使用Java标准库的方法来获取像素的RGB值。
以下是改进后的代码:
```java
public static byte[] base64ToBGR(String base64Image) {
String prefix = "data:image/png;base64,";
String base64 = "";
if (base64Image.startsWith(prefix)) {
base64 = base64Image.substring(prefix.length());
} else {
base64 = base64Image;
}
byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(base64);
BufferedImage image = null;
try {
image = ImageIO.read(new ByteArrayInputStream(bytes));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
int width = image.getWidth();
int height = image.getHeight();
byte[] bgrData = new byte[width * height * 3];
IntStream.range(0, height).parallel().forEach(y -> {
int rowStart = y * width;
int rowEnd = rowStart + width;
for (int x = rowStart; x < rowEnd; x++) {
int pixel = image.getRGB(x % width, y);
bgrData[(y * width + x) * 3] = (byte)((pixel >> 16) & 0xFF);
bgrData[(y * width + x) * 3 + 1] = (byte)((pixel >> 8) & 0xFF);
bgrData[(y * width + x) * 3 + 2] = (byte)(pixel & 0xFF);
}
});
return bgrData;
}
```
改进后的代码使用了Java标准库的类来处理图像,并且使用了Java 8的Stream和parallelStream方法来简化多线程操作。同时,使用了IntStream.range方法来生成像素的迭代范围,避免了使用双重循环的形式。此外,使用了位运算来获取像素的RGB值,避免了使用Android的Color类。
clear;clf;close all % 清空工作区、当前图形窗口,关闭所有窗口 clc; % 清空命令行 % 对图像进行平均,然后提取边缘检测 startframe = 30; % 起始帧 fileName = 'E:\学习\软件开发综合训练\LaneLineDet\Alan_.avi'; obj = VideoReader(fileName); % 读取视频文件,返回视频参数结构体 numFrames = obj.NumFrames; % 视频总帧数 im1temp = read(obj,startframe); % read()读取视频帧,此处读取第30帧 % 返回值为H(帧高)*W(帧宽)*3(通道数,红绿蓝)的矩阵 sumim = zeros(size(im1temp,1),size(im1temp,2),3); % 创建与imltemp同维的零矩阵 averframe = 10; % 用于计算平均帧的参数 for i = 1:averframe im1(:,:,:,i) = read(obj,startframe+i-1); % 循环完成得到连续10帧H*W*3的矩阵构成的矩阵 sumim = sumim + double(im1(:,:,:,i)); % iml逐层加和,之后取平均 end rowstart = 280; rowend = 350; colstart = 40; colend = 433; % 用于框定车道识别范围 averim = sumim / i; % 平均帧矩阵 q = 1; for j = averframe+1:1:numFrames-5 tic; % 启动秒表计时器,测量当前时间 j % 显示循环操作次数 imnew = read(obj,startframe+j-1); %%%%%j-1 % 继续读帧 im1(:,:,:,size(im1,4)+1) = double(imnew); % 在第四维度上扩充iml矩阵 im1(:,:,:,1) = []; % iml的第1层置为空,保证iml始终为10层 sumim = sum(im1,4); % 沿iml的第四维度求和,得到连续10帧的H*W*3矩阵的和 averimnew = sumim / averframe; % 新的平均帧矩阵 averimseg = averimnew(rowstart:rowend,:,:); % 框定高度范围 BWnew = edge(averimseg(:,:,1),'canny'); % 用canny算法寻找灰度图像边缘 p = 32; BW1 = bwareaopen(BWnew,p);
这段代码是用于处理视频中的车道线识别问题。首先,它读取一个视频文件,并从第30帧开始。然后,它使用连续的10帧图像计算平均帧,以减少噪音。接下来,它选择特定的区域来进行车道线识别,并使用Canny边缘检测算法来提取边缘。最后,它使用bwareaopen函数去除小于指定面积的边缘。
这段代码缺少一些变量和函数的定义,例如rowstart、rowend、colstart、colend等。如果你需要更详细的解释,请提供完整的代码或更多上下文信息。
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