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wanglei 2020-07-19 15:33:38 +08:00
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## 1.Horner法则
假设有一个n次多项式需要计算。
$$f(x) = a_nx^n + a_{n-1}x^{n-1} + \cdots + a_1x + a_0$$
如果直接进行计算,需要$\frac{n(n+1)}{2}$次乘法与$n$次加法。而乘法的代价是比较大的,所以效率会比较低。
将上面的多项式改写一下
$$
\begin{aligned}
f(x) & = a_nx^n + a_{n-1}x^{n-1} + \cdots + a_1x + a_0 \\\\
& = (a_nx^{n-1} + a_{n-1}x^{n-2} + \cdots + a_2x + a_1)x + a_0 \\\\
& = (((a_nx + a_{n-1})x + a_{n-2})x + \cdots + a_1)x + a_0\\\\
\end{aligned}
$$
求上面的值的时候很明显可以从括号里由内到位一次计算最后的计算复杂度为n次乘法与n次加法。
## 2.java String中的HashCode
看看String类里hashCode的源码。
```
public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0 && value.length > 0) {
char val[] = value;
for (int i = 0; i < value.length; i++) {
h = 31 * h + val[i];
}
hash = h;
}
return h;
}
```
根据源码不难看出,其计算方式就是
$$s[0]*31^{(n-1)} + s[1]*31^{(n-2)} + ... + s[n-2] * 31 + s[n-1]$$
## 3.MurMurHash
上面的hashCode方法有个不好的地方就是变化不够激烈。比如我们看一下的例子
```
@Test
public void test2() {
String s1 = "abcdefg";
String s2 = "abcdeff";
System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());
}
```
上面代码运行的结果为
```
-1206291356
-1206291357
```
两个相似的字符串得到的hash值也很相似。
MurmurHash 是一种非加密型哈希函数适用于一般的哈希检索操作。由Austin Appleby 在2008年发明并出现了多个变种都已经发布到了公有领域。与其它流行的哈希函数相比对于规律性较强的keyMurmurHash的随机分布特征表现更良好现在在libstdc++hadoop和nginx等很多著名开源项目中使用。

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## 1.BLAS(Basic Linear Algebra Subprograms)与LAPACK (Linear Algebra PACKage)
Blas是Netlib基于Fortran实现的基本向量乘法矩阵乘法的一种科学计算函数库。
Fortran语言是为了满足数值计算的需求而发展出来的。1953年12月IBM公司工程师约翰·巴科斯J. Backus因深深体会编写程序很困难而写了一份备忘录给董事长斯伯特·赫德Cuthbert Hurd建议为IBM704系统设计全新的电脑语言以提升开发效率。当时IBM公司的顾问冯·诺伊曼强烈反对因为他认为不切实际而且根本不必要。但赫德批准了这项计划。1957年IBM公司开发出第一套FORTRAN语言在IBM704电脑上运作。历史上第一支FORTRAN编程在马里兰州的西屋贝地斯核电厂试验。1957年4月20日星期五的下午一位IBM软件工程师决定在电厂内编译第一支FORTRAN编程当代码输入后经过编译打印机列出一行消息“源程序错误……右侧括号后面没有逗号”这让现场人员都感到讶异修正这个错误后打印机输出了正确结果。而西屋电气公司因此意外地成为FORTRAN的第一个商业用户。1958年推出FORTRAN Ⅱ几年后又推出FORTRAN Ⅲ1962年推出FORTRAN Ⅳ后,开始广泛被使用。
1966年美国标准化协会制定了Fortranx3.9-1966也就是Fortran 66和Fortranx3.10-1966标准。这时Fortran语言还不是结构化的程序设计语言。
1976年美国标准化协会重新对Fortranx3.9-1966进行了评估公布了新的Fortran标准也就是Fortran 77。Fortran 77是具有结构化特性的编程语言。Fortran77在短时间内获取了巨大的成功广泛地应用于科学和工程计算几乎统治了数值计算领域。
1980年Fortran 77被ISO接纳为国际标准。
1991年发布的Fortran 90大幅改进了旧版Fortran的型式加入了面向对象的观念与提供指针并同时加强数组的功能。(参考文献1)
后来Netlib实现的这个代码库对应的接口规范被称为BLAS。
LAPACK也是Netlib用Fortan编写的代码库实现了高级的线性运算功能例如矩阵分解求逆等底层是调用的BLAS代码库。后来LAPACK也变成一套代码接口标准。
因此BLAS与LAPACK有狭义与广义上两种含义
狭义上其对应Netlib实现的代码库
广义上其对应Netlib实现的代码库对应的接口规范。
## 2.ATLAS(Automatically Tuned Linear Algebra Software)
ATLAS与OpenBLAS是对应BLAS/LAPACK的开源版本他们实现了BLAS的全部功能与接口并对计算过程进行了优化因此计算速度更快。
## 3.MKL
MKL是Intel对BLAS/LAPACK的实现属于商业库。既然是Intel出品肯定会基于Intel的CPU架构对算法实现相应的优化因此计算速度更快。
## 4.EIGEN
EIGEN是基于C++实现的可以用来进行线性代数、矩阵、向量操作等运算的库,采用源码的方式提供给用户,支持多平台。
## 参考文献
1.https://zh.wikipedia.org/wiki/Fortran