《Redis应用实例》书摘（22）：矩阵¶
矩阵是一种具有多个行和列的元素矩形阵列，其中的元素通常为数字。
矩阵在数学、物理、三维动画等多个领域均有大量应用，是计算机最常储存和处理的数据之一，因此研究如何在Redis中高效地存储矩阵数据是非常有意义的。
代码清单 CODE_LIST_MATRIX 展示了使用列表实现的矩阵程序。
代码清单 CODE_LIST_MATRIX 列表实现的矩阵存储程序 list_matrix.py
def make_row_key(matrix_id, row):
return "Matrix:{0}:{1}".format(matrix_id, row)
class ListMatrix:
def __init__(self, client, matrix_id, M, N):
"""
创建一个使用ID标识，由指定数量的行和列组成的矩阵。
"""
self.client = client
self.matrix_id = matrix_id
self.M = M
self.N = N
def init(self, elements=None):
"""
根据给定数据对矩阵进行初始化。
如果没有给定数据，那么将矩阵的所有元素初始化为0。
"""
# 这个函数只能在矩阵不存在的情况下执行
key = make_row_key(self.matrix_id, 0)
assert(self.client.exists(key)==0)
# 如果未给定初始化矩阵，那么创建一个全为0的矩阵
if elements is None:
elements = []
for _ in range(self.M):
elements.append([0]*self.N)
# 检查矩阵的行数是否正确
if len(elements) != self.M:
raise ValueError("Incorrect row number, it should be {}.".format(self.M))
# 检查矩阵中每个行的列数是否正确
for row in range(self.M):
if len(elements[row]) != self.N:
raise ValueError("Incorrect col number, it should be {}.".format(self.N))
# 将给定的值推入矩阵的每一行中
for row in range(self.M):
row_key = make_row_key(self.matrix_id, row)
self.client.rpush(row_key, *elements[row])
def set(self, row, col, value):
"""
将指定行列上的元素设置为给定的值。
"""
row_key = make_row_key(self.matrix_id, row)
self.client.lset(row_key, col, value)
def get(self, row, col):
"""
获取指定行列的值。
"""
row_key = make_row_key(self.matrix_id, row)
raw_value = self.client.lindex(row_key, col)
return int(raw_value)
def get_row(self, row):
"""
获取指定行上所有列的值。
"""
row_key = make_row_key(self.matrix_id, row)
raw_cols = self.client.lrange(row_key, 0, -1)
return list(map(int, raw_cols))
def get_all(self):
"""
获取整个矩阵的所有行和列。
"""
matrix = []
# 遍历并获取矩阵的每一行
for row in range(self.M):
matrix.append(self.get_row(row))
return matrix
作为例子，以下代码展示了这个矩阵程序的具体用法：
>>> from redis import Redis
>>> from list_matrix import ListMatrix
>>> client = Redis(decode_responses=True)
>>> matrix = ListMatrix(client, "Matrix", 3, 4)
>>> matrix.init([[1, 3, 9, 2], [5, 20, 32, 11], [73, 28, 65, 33]]) # 初始化矩阵
>>> matrix.get(0, 0) # 获取指定位置上的值
1
>>> matrix.get(0, 1)
3
>>> matrix.get_row(0) # 获取指定行的所有列
[1, 3, 9, 2]
>>> matrix.get_all() # 获取整个矩阵
[[1, 3, 9, 2], [5, 20, 32, 11], [73, 28, 65, 33]]
>>> matrix.set(0, 0, 10086) # 设置指定位置的值然后获取矩阵进行检查
>>> matrix.get_all()
[[10086, 3, 9, 2], [5, 20, 32, 11], [73, 28, 65, 33]]
