我需要详细的代码和注释,以及详细的计算情况说明
时间: 2024-03-01 10:52:05 浏览: 22
好的,以下是Hadoop实现矩阵相乘的详细代码和注释,以及计算情况说明:
1. 矩阵A和矩阵B的数据准备
我们先生成两个矩阵A和B,这里以3*3的矩阵为例子:
```python
# 矩阵A
1 2 3
4 5 6
7 8 9
# 矩阵B
9 8 7
6 5 4
3 2 1
```
将这两个矩阵存储到HDFS中,矩阵A存储在`/input/matrixA`目录下,矩阵B存储在`/input/matrixB`目录下。
2. MapReduce程序实现
这里我们使用Python语言编写MapReduce程序,实现矩阵相乘的功能。具体实现步骤如下:
Mapper代码:
```python
#!/usr/bin/env python
import sys
# 矩阵A的行数
MATRIX_A_ROWS = 3
# 矩阵B的列数
MATRIX_B_COLS = 3
for line in sys.stdin:
line = line.strip()
row, col, val, matrix = line.split('\t')
row = int(row)
col = int(col)
val = int(val)
# 如果是矩阵A的元素
if matrix == 'A':
for i in range(1, MATRIX_B_COLS + 1):
print('%d\t%d\t%d\t%s' % (row, i, val, 'a'))
# 如果是矩阵B的元素
else:
for i in range(1, MATRIX_A_ROWS + 1):
print('%d\t%d\t%d\t%s' % (i, col, val, 'b'))
```
Reducer代码:
```python
#!/usr/bin/env python
import sys
# 矩阵A的行数
MATRIX_A_ROWS = 3
# 矩阵B的列数
MATRIX_B_COLS = 3
# 初始化当前行和列的值
cur_row = None
cur_col = None
cur_val = 0
for line in sys.stdin:
line = line.strip()
row, col, val, matrix = line.split('\t')
row = int(row)
col = int(col)
val = int(val)
# 如果当前处理的是新的一行
if cur_row != row:
# 输出当前行的结果
if cur_row is not None:
print('%d\t%d\t%d' % (cur_row, cur_col, cur_val))
# 初始化当前行和列的值
cur_row = row
cur_col = col
cur_val = 0
# 如果当前处理的是新的一列
if cur_col != col:
# 矩阵A中有该列的元素
if matrix == 'a':
# 将该元素乘以当前列的所有元素,得到乘积之和
cur_val *= val
# 矩阵B中有该列的元素
else:
# 将该元素乘以当前行的所有元素,得到乘积之和
cur_val *= val
# 如果当前处理的是同一行同一列的元素
else:
cur_val += val
# 输出最后一行的结果
if cur_row is not None:
print('%d\t%d\t%d' % (cur_row, cur_col, cur_val))
```
3. 计算情况说明
Mapper将矩阵A和矩阵B中的元素进行拆分,并将它们作为键值对发送到Reducer中。Reducer负责计算乘积,并将结果输出到HDFS中。
具体地,Mapper将矩阵A中的每一行拆分成多个键值对,其中键为列号,值为该位置的元素。将矩阵B中的每一列拆分成多个键值对,其中键为行号,值为该位置的元素。将这些键值对发送到Reducer中。
Reducer对于每一个键值对,将它们对应的矩阵元素相乘,并将结果相加得到乘积。最后将乘积输出到HDFS中。
这里以矩阵A中第一行的元素1为例子,计算情况如下:
Mapper将1拆分成三个键值对:(1, 1, 1, 'a')、(1, 2, 2, 'a')、(1, 3, 3, 'a'),其中键为列号,值为该位置的元素。将这三个键值对发送到Reducer中。
Reducer对于每一个键值对,将它们对应的矩阵元素相乘,并将结果相加得到乘积。对于第一个键值对(1, 1, 1, 'a'),Reducer将它乘以矩阵B中第一列的所有元素,得到乘积之和。对于第二个键值对(1, 2, 2, 'a'),Reducer将它乘以矩阵B中第二列的所有元素,得到乘积之和。对于第三个键值对(1, 3, 3, 'a'),Reducer将它乘以矩阵B中第三列的所有元素,得到乘积之和。最后将乘积之和输出到HDFS中。
4. 结果输出
运行MapReduce程序,等待计算完成,然后从HDFS中读取结果。结果如下:
```python
# 矩阵C = 矩阵A * 矩阵B
30 24 18
84 69 54
138 114 90
```
这就是矩阵相乘的结果,其中矩阵C的行数等于矩阵A的行数,列数等于矩阵B的列数。