我需要详细的java编写的代码和注释,以及详细的计算情况说明
时间: 2024-03-01 11:52:10 浏览: 147
好的,以下是Hadoop实现矩阵相乘的详细Java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:
```java
// 矩阵A
int[][] matrixA = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
// 矩阵B
int[][] matrixB = {{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
具体实现步骤如下:
Mapper代码:
```java
public class MatrixMultiplicationMapper extends Mapper<LongWritable, Text, Text, IntWritable> {
private Text outputKey = new Text();
private IntWritable outputValue = new IntWritable();
// 矩阵A的行数
private static final int MATRIX_A_ROWS = 3;
// 矩阵B的列数
private static final int MATRIX_B_COLS = 3;
@Override
public void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
String[] fields = value.toString().split(",");
int row = Integer.parseInt(fields[0]);
int col = Integer.parseInt(fields[1]);
int val = Integer.parseInt(fields[2]);
String matrix = fields[3];
// 如果是矩阵A的元素
if (matrix.equals("A")) {
for (int i = 1; i <= MATRIX_B_COLS; i++) {
outputKey.set(row + "," + i);
outputValue.set(val);
context.write(outputKey, outputValue);
}
}
// 如果是矩阵B的元素
else {
for (int i = 1; i <= MATRIX_A_ROWS; i++) {
outputKey.set(i + "," + col);
outputValue.set(val);
context.write(outputKey, outputValue);
}
}
}
}
```
Reducer代码:
```java
public class MatrixMultiplicationReducer extends Reducer<Text, IntWritable, Text, IntWritable> {
private IntWritable outputValue = new IntWritable();
// 矩阵A的行数
private static final int MATRIX_A_ROWS = 3;
// 矩阵B的列数
private static final int MATRIX_B_COLS = 3;
@Override
public void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {
int row = Integer.parseInt(key.toString().split(",")[0]);
int col = Integer.parseInt(key.toString().split(",")[1]);
// 如果是矩阵A的元素
if (col <= MATRIX_A_ROWS) {
int[] b = new int[MATRIX_A_ROWS];
int i = 0;
for (IntWritable value : values) {
b[i] = value.get();
i++;
}
int sum = 0;
for (int j = 0; j < MATRIX_A_ROWS; j++) {
sum += matrixA[row - 1][j] * b[j];
}
outputValue.set(sum);
context.write(key, outputValue);
}
// 如果是矩阵B的元素
else {
int[] a = new int[MATRIX_B_COLS];
int i = 0;
for (IntWritable value : values) {
a[i] = value.get();
i++;
}
int sum = 0;
for (int j = 0; j < MATRIX_B_COLS; j++) {
sum += a[j] * matrixB[j][col - 1];
}
outputValue.set(sum);
context.write(key, outputValue);
}
}
}
```
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,其中键为行号+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+列号,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。如果是矩阵A的元素,Reducer将它乘以矩阵B中对应列的所有元素,得到乘积之和。如果是矩阵B的元素,Reducer将它乘以矩阵A中对应行的所有元素,得到乘积之和。最后将乘积之和输出到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),其中键为行号+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:
```java
// 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。
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