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1(非0)的稀疏矩阵

稀疏矩阵是指在一个二维矩阵中,绝大多数元素都是0的矩阵。矩阵中非零元素的数量相对于矩阵总元素数量来说非常少,因此被称为稀疏矩阵。

稀疏矩阵的分类方法可以基于元素的分布情况,如按行压缩、按列压缩等。其中,按行压缩是将矩阵的每一行中非零元素的列下标和值保存下来,按列压缩则是将矩阵的每一列中非零元素的行下标和值保存下来。

稀疏矩阵在实际应用中具有重要意义。其优势主要体现在以下几个方面:

  1. 节省存储空间:相比于密集矩阵,稀疏矩阵在存储时能够极大地节省空间,尤其在面对大规模数据时具有明显的优势。
  2. 加速计算速度:对于含有大量零元素的矩阵,使用稀疏矩阵进行计算可以避免冗余运算,从而提高计算速度,减少计算资源的占用。
  3. 降低传输成本:在网络通信中传输稀疏矩阵所需的数据量较少,能够减少传输时间和带宽占用,提高数据传输的效率。

稀疏矩阵在很多领域都有广泛的应用场景,例如:

  1. 图像处理:在图像处理中,很多图像的像素值都是零,因此可以将图像表示为稀疏矩阵来节省存储空间。
  2. 自然语言处理:在自然语言处理任务中,如文本分类、信息检索等,词汇向量表示往往是稀疏的。通过使用稀疏矩阵可以有效地表示词汇的分布情况。
  3. 网络分析:在社交网络、网络图谱等领域的分析中,往往需要处理大规模的连接数据,而这些数据往往是稀疏的。使用稀疏矩阵可以高效地表示网络的结构和关系。

推荐的腾讯云相关产品和产品介绍链接地址如下:

  1. 腾讯云弹性MapReduce(EMR):腾讯云弹性MapReduce(EMR)是一种在云端进行大数据分析和处理的服务,可用于处理包含稀疏矩阵的大规模数据集。详情请参考:腾讯云弹性MapReduce(EMR)
  2. 腾讯云人工智能智能图像识别:腾讯云人工智能智能图像识别服务可应用于图像处理领域,通过稀疏矩阵算法对图像进行高效处理和分析。详情请参考:腾讯云人工智能智能图像识别

请注意,以上仅为腾讯云相关产品的示例,并不代表其他云计算品牌商没有类似的产品。云计算领域有众多厂商提供各类产品和解决方案,选择适合自身需求的产品需要进行综合评估。

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SciPy 稀疏矩阵1):介绍

相比于常规矩阵稀疏矩阵主要特点是它数据大部分都是 0 ,而非 0 数据只有少数。这种特点可以在存储和计算上节省大量时间和空间。...因此,学习和掌握 SciPy 稀疏矩阵是非常有必要稀疏矩阵 稀疏矩阵是指矩阵中大部分元素为零矩阵。在实际应用中,很多矩阵都是稀疏矩阵。...显然,存储稀疏矩阵所有零元素非常浪费计算机存储空间,甚至有的时候这是极其不现实,因此,我们只存储矩阵零元素。...换句话说,计算机存储稀疏矩阵核心思想就是对矩阵零元素信息进行一个必要管理。...小结 到目前为止,关于稀疏矩阵和我提出 SciPy 稀疏矩阵学习路线介绍就已经结束了。最后,当然是要留点悬念喽~!

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稀疏矩阵概念介绍

这就引出了一个简单问题: 我们可以在常规机器学习任务中只存储零值来压缩矩阵大小吗? 简单答案是:是的,可以! 我们可以轻松地将高维稀疏矩阵转换为压缩稀疏矩阵(简称 CSR 矩阵)。...第二个值1:表示第3行起始,前一行只有一个0值,所以前面的values总数是1,也就是valuesindex起始是1。...第三个值3:表示第3行起始,前二行0值为3(11,2),所以前面的values总数是3,也就是valuesindex起始是3。...第四个值3:表示第4行起始,因为第3行没有0值,所以0总数还是3。 第五个值4:没有第5行,所以可以认为这个值是整个矩阵中所有0总数。...首先,这里是 plt.spy () 函数介绍:绘制二维数组稀疏模式。这可视化了数组零值。 在上图中,所有黑点代表零值。

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稀疏矩阵概念介绍

,可能是因为里面包含了很多0或者空值导致,本文后面我们会有详细分析和介绍 什么是稀疏矩阵?...这就引出了一个简单问题: 我们可以在常规机器学习任务中只存储零值来压缩矩阵大小吗? 简单答案是:是的,可以! 我们可以轻松地将高维稀疏矩阵转换为压缩稀疏矩阵(简称 CSR 矩阵)。...第二个值1:表示第3行起始,前一行只有一个0值,所以前面的values总数是1,也就是valuesindex起始是1。...第三个值3:表示第3行起始,前二行0值为3(11,2),所以前面的values总数是3,也就是valuesindex起始是3。...第四个值3:表示第4行起始,因为第3行没有0值,所以0总数还是3 第五个值4:没有第5行,所以可以认为这个值是整个矩阵中所有0总数 绘制样本数据 同样我们也可以对稀疏矩阵进行可视化 import

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稀疏矩阵压缩方法

由此,就要修改矩阵表示形式,只记录零元素及其位置,没有记录位置,都是零元素,这就是矩阵压缩。...然后,将矩阵所有零数字(单词出现次数)也组成一个列表(与ind中列索引对应): val = [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 1] 一般称val为值。...最后,观察稀疏矩阵 ,第一行第一个零元素之前共有 个零元素;第二行第一个零元素之前共有 个零元素,第三行第一个零元素之前共有 个零元素;再记录矩阵中所有的零数字个数...对分块稀疏矩阵按行压缩 coo_matrix 坐标格式稀疏矩阵 csc_matrix 压缩系数矩阵 csr_matrix 按行压缩 dia_matrix 压缩对角线为零元素稀疏矩阵 dok_matrix...字典格式稀疏矩阵 lil_matrix 基于行用列表保存稀疏矩阵零元素 下面以csr_matrix为例进行演示。

4.8K20

推荐系统为什么使用稀疏矩阵?如何使用pythonSciPy包处理稀疏矩阵

这意味着当我们在一个矩阵中表示用户(行)和行为(列)时,结果是一个由许多零值组成极其稀疏矩阵。 ? 在真实场景中,我们如何最好地表示这样一个稀疏用户-项目交互矩阵?...实现背后思想很简单:我们不将所有值存储在密集矩阵中,而是以某种格式存储零值(例如,使用它们行和列索引)。...为了有效地表示稀疏矩阵,CSR使用三个numpy数组来存储一些相关信息,包括: data(数据):零值值,这些是存储在稀疏矩阵零值 indices(索引):列索引数组,从第一行(从左到右)开始...,我们标识零位置并在该行中返回它们索引。...在下面的图中,第一个零值出现在第0行第5列,因此5作为索引数组中第一个值出现,然后是1(第1行,第1列)。 indptr(指针):表示索引指针,返回一个行开始数组。

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python高级数组之稀疏矩阵

稀疏矩阵定义: 具有少量零项矩阵(在矩阵中,若数值0元素数目远多于0元素数目,并且0元素分布没有规律时,)则称该矩阵稀疏矩阵;相反,为稠密矩阵。...零元素总数比上矩阵所有元素总数为矩阵稠密度。 稀疏矩阵两个动机:稀疏矩阵通常具有很大维度,有时甚大到整个矩阵(零元素)与可用内存不想适应;另一个动机是避免零矩阵元素运算具有更好性能。...对于稀疏矩阵,采用二维数组存储方法既浪费大量存储单元来存放零元素,又要在运算中浪费大量时间来进行零元素无效运算。因此必须考虑对稀疏矩阵进行压缩存储(只存储零元素)。...链表稀疏格式在列表数据中以行方式存储零元素, 列表data: data[k]是行k中零元素列表。如果该行中所有元素都为0,则它包含一个空列表。...用LIL格式更改和切割矩阵: LIL格式最适合切片方法,即以LIL格式提取子矩阵,并通过插入零元素来改变稀疏模式。

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一种稀疏矩阵实现方法

https://blog.csdn.net/tkokof1/article/details/82895970 本文简单描述了一种稀疏矩阵实现方式,并与一般矩阵实现方式做了性能和空间上对比...[,] m_elementBuffer; } 实现方式简单直观,但是对于稀疏矩阵而言,空间上浪费比较严重,所以可以考虑以不同方式来存储稀疏矩阵各个元素....但是如何存储上述 ElementData 仍然存在问题,简单使用列表存储会导致元素访问速度由之前O(1)变为O(m)(m为稀疏矩阵0元素个数),使用字典存储应该是一种优化方案,但是同样存在元素节点负载较大问题...纵坐标是数据比值(普通矩阵对应数值/稀疏矩阵对应数值),各条折线代表不同矩阵密度(矩阵0元素个数/矩阵所有元素个数)....0.016),稀疏矩阵运算效率便开始低于普通矩阵,并且内存占用优势也变不再明显,甚至高于普通矩阵.考虑到矩阵临界密度较低(0.016,意味着10x10矩阵只有1-2个0元素),所以实际开发中不建议使用稀疏矩阵实现方式

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【数据结构】数组和字符串(五):特殊矩阵压缩存储:稀疏矩阵——压缩稀疏行(CSR)

为节约存储空间和算法(程序)运行时间,通常会采用压缩存储方法。 对角矩阵:指除了主对角线以外元素都为零矩阵,即对 任意 i ≠ j (1≤ i , j ≤n),都有M(i, j)=0。...对称矩阵:指矩阵元素关于主对角线对称矩阵。由于对称矩阵零元素有一定规律,可以只存储其中一部分元素,从而减少存储空间。 稀疏矩阵:指大部分元素为零矩阵。...稀疏矩阵压缩存储——三元组表 【数据结构】数组和字符串(四):特殊矩阵压缩存储:稀疏矩阵——三元组表 e....CSR存储格式通过压缩零元素行指针和列索引,以及存储零元素值,来有效地表示稀疏矩阵。...CSR存储格式主要优点是有效地压缩了稀疏矩阵存储空间,只存储零元素及其对应行和列信息。此外,CSR格式还支持高效稀疏矩阵向量乘法和稀疏矩阵乘法等操作。

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单细胞分析过程中稀疏矩阵删减

网上教程提供了 python 和 R 两种代码1,2,但是实际操作中发现 R 代码并未提供正确写出功能,所以本文以 python 作为示范。...3, 0:2])print("gene_ID_len : " + str(rna_count.shape[0])) ### 获取表达矩阵基因数print("cell_ID_len : " + str(...rna_count.shape[1])) ### 获取表达矩阵细胞数# 重新写出 DataFrame 为 10X 格式 sparse matrix 等相关文件import osimport shutilimport...numpy==1.24.3pandas==2.0.1scipy==1.11.4结论总而言之但是读进去了,但是也是真慢啊...引用python 和 R 写出表达矩阵稀疏矩阵 matrix.mtx.gz...方法-CSDN 博客「单细胞转录组系列」如何从稀疏矩阵中提取部分数据进行分析_单细胞稀疏矩阵-CSDN 博客

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【数据结构】数组和字符串(六):特殊矩阵压缩存储:稀疏矩阵——压缩稀疏列(Compressed Sparse Column,CSC)

为节约存储空间和算法(程序)运行时间,通常会采用压缩存储方法。 对角矩阵:指除了主对角线以外元素都为零矩阵,即对 任意 i ≠ j (1≤ i , j ≤n),都有M(i, j)=0。...对称矩阵:指矩阵元素关于主对角线对称矩阵。由于对称矩阵零元素有一定规律,可以只存储其中一部分元素,从而减少存储空间。 稀疏矩阵:指大部分元素为零矩阵。...稀疏矩阵压缩存储——三元组表 【数据结构】数组和字符串(四):特殊矩阵压缩存储:稀疏矩阵——三元组表 e....压缩稀疏行(Compressed Sparse Row,CSR)矩阵 【数据结构】数组和字符串(五):特殊矩阵压缩存储:稀疏矩阵——压缩稀疏行(CSR) f....通过这种方式,CSC格式将稀疏矩阵零元素按列进行存储,并通过列指针数组和行索引数组提供了对零元素在矩阵中位置快速访问。

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基于稀疏大规模矩阵多目标进化算法简介

论文提出了一种解决大规模稀疏问题多目标算法,大规模稀疏存在于许多领域:机器学习、数据挖掘、神经网络。...初始化策略 为了集成两种编码,需要引入两个向量,一个是决策变量向量dec (实际上是进化解,对于01编码来说,可以全置1),另一个是掩码向量mask(实际上一个01向量,用来记录每个维度好坏,好置...1),最终决策变量是两者内积。...交叉变异算子 这个交叉变异是算法核心,它每次在二进制向量mask中,以同样概率每次在0元素中翻转一个元素,或者在0元素中翻转一个元素,翻转是根据决策变量适应度值进行。...因此,生成子代不会有同样数量01,并且可以保持子代稀疏度。 ? 采用交叉变异后结果: ? 可以看到,通过此策略,提高了稀疏度,被置为1维度越来越少。

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scipy.sparse、pandas.sparse、sklearn稀疏矩阵使用

单机环境下,如果特征较为稀疏矩阵较大,那么就会出现内存问题,如果不上分布式 + 不用Mars/Dask/CuPy等工具,那么稀疏矩阵就是一条比较容易实现路。...文章目录 1 scipy.sparse 1.1 SciPy 几种稀疏矩阵类型 1.2 lil_matrix 1.3 矩阵通用属性 1.4 稀疏矩阵存取 2 pandas.sparse 2.1 SparseArray...: SciPy 稀疏矩阵笔记 Sparse稀疏矩阵主要存储格式总结 Python数据分析----scipy稀疏矩阵 1.1 SciPy 几种稀疏矩阵类型 SciPy 中有 7 种存储稀疏矩阵数据结构...如果想做矩阵运算,例如矩阵乘法、求逆等,应该用 CSC 或者 CSR 类型稀疏矩阵。...,作为一个(mx 1) 稀疏矩阵 (列向量) mat.getrow(i) # 返回矩阵行i一个拷贝,作为一个(1 x n) 稀疏矩阵 (行向量) mat.nonzero() # 0元索引 mat.diagonal

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满秩矩阵也能求逆矩阵吗_广义逆矩阵性质

大家好,又见面了,我是你们朋友全栈君。 今天遇到一个很奇怪问题:一个方阵,逆矩阵存在,但不是满秩。...问题来源 在实际应用时候,发现返回值都是0,于是跟踪到这里,发现了这个问题:JtJ不是满秩,因此JtJN保持初始化零值。...mat JtJN = zeros(N, N); mat Result = zeros(N, 1); if (N == rank(JtJ)) { JtJN = inv(JtJ); } for (int...i = 0; i < N; i++) { Result[i] = 1.96 * sqrt(re * abs(JtJN(i, i)) / M) / (p0[i] + EPS); } return...结论 判断矩阵矩阵是否存在时,一定要特别小心用满秩作为条件来判断,很可能会由于精度原因导致不可预估结果。 版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。

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【学术】一篇关于机器学习中稀疏矩阵介绍

AiTechYun 编辑:Yining 在矩阵中,如果数值为0元素数目远远多于0元素数目,并且0元素分布无规律时,则称该矩阵稀疏矩阵;与之相反,若非0元素数目占大多数时,则称该矩阵为稠密矩阵。...稀疏矩阵与大多数零值矩阵不同,零值矩阵被称为稠密矩阵。 如果矩阵许多系数都为零,那么该矩阵就是稀疏。...处理稀疏矩阵 表示和处理稀疏矩阵解决方案是使用另一个数据结构来表示稀疏数据。 零值可以被忽略,只有在稀疏矩阵数据或零值需要被存储或执行。...还有一些更适合执行高效操作数据结构;下面列出了两个常用示例。 压缩稀疏行。稀疏矩阵用三个一维数组表示零值、行范围和列索引。 压缩稀疏列。...[1 0 0 1 0 0] [0 0 2 0 0 1] [0 0 0 2 0 0]] NumPy并没有提供一个函数来计算矩阵稀疏性。

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【每周一库】- sprs - 用Rust实现稀疏矩阵

sprs是用纯Rust实现部分稀疏矩阵数据结构和线性代数算法 特性 结构 矩阵 三元组矩阵 稀疏向量 运算 稀疏矩阵 / 稀疏向量积 稀疏矩阵 / 稀疏矩阵稀疏矩阵 / 稀疏矩阵加法,减法 稀疏向量.../ 稀疏向量加法,减法,点积 稀疏 / 稠密矩阵运算 算法 压缩稀疏矩阵外部迭代器 稀疏向量迭代 稀疏向量联合零迭代 简单稀疏矩阵Cholesky分解 (需要选择接受 LGPL 许可) 等式右侧为稠密矩阵或向量情况下稀疏矩阵解三角方程组...(1, 2, 2.0); a.add_triplet(3, 0, -2.0); // 这个矩阵类型不允许进行计算,需要 // 转换为兼容稀疏矩阵类型,例如 let b = a.to_csr();...用更高效直接稀疏矩阵生成器来构建矩阵 use sprs::{CsMat, CsMatOwned, CsVec}; let eye : CsMatOwned = CsMat::eye(.../// /// 使用不同存储来比较稀疏矩阵可能会很慢 /// 为了高效,建议使用同样存储顺序 /// /// 这些特征需要 `approx` 特性在激活状态 pub mod approx {

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表达量矩阵全部更改为0-1矩阵会影响降维聚类分群吗?

,是稀疏矩阵格式,如下所示: image-20210927091910905 然后做一个简单转换: 代码如下所示: ct=pbmc@assays$RNA@counts ct ct[ct>0]=...p2 如下所示: 0-1矩阵降维聚类分群 如果我们不进行这样0-1矩阵转换,得到图表是: 原始矩阵降维聚类分群 这样肉眼查看差异还是有点挑战,我们选择如下所示代码: load(file..._0_1$seurat_clusters)) 有意思事情是,仍然是可以很大程度维持降维聚类分群结果一致性哦!..._0_1 = ifelse(phe_0_1$seurat_clusters %in% c(0,1,2,5,8),'Tcells', ifelse(phe_0_1$seurat_clusters...0 675 26 Tcells 2 0 1648 也就是说,我们单细胞表达量矩阵里面,每个基因在每个细胞表达量具体是多少其实并不重要

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