Matlab 的内存分配机制

1、创建和修改数组——基本思想是保持内存的连续性

（1）当为数组赋值时，Matlab在内存中分配连续的虚拟块，在另一个地方，将数组的类型和维数等保存为头信息。

（2）当向数组增加新元素时，如果原来位置的连续内存区域可以容纳新增加的数据，则扩大分配的内存，然后增加元素；如果连续块不够大，需要先重新分配能够容纳原有数据和新增数据的连续内存块，再将原有数据拷贝到新分配的内存中（在此期间，内存中会有原来数据的两份拷贝，增加了out of memory的风险），并添加新的元素到新的块中，然后释放原来的内存。

（3）当删除数组元素时，先移除元素，再压缩原来分配的空间。

 

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2、数组的拷贝

（1）当将一个数组赋值给另一个变量时，不会为新变量分配内存，新变量只是到原来数组的引用，直到新变量中元素值改变时，才会为其分配内存。

（2）通过参数传递给函数的数据，当数据内容发生改变时才会分配内存，函数内部新的数据通过返回值传递给调用该函数的函数。

 

3、数组头

（1）由于数组头占据存储空间（虽然不多），数据存放在几个大数组中要由于存放在多个小数组中。

（2）对结构体和元胞（cell）数组，Matlab不仅为他们创建头信息，还为结构体的每个字段和元胞数组的每个元素创建头信息，因此结构题和元胞数组消耗的内存与其创建方式有关。

（3）whos函数只能查看数据占用的存储空间，不会显示头信息占用的空间。

 

4、数据结构与内存

（1）8-bit、16-bit、32-bit、64-bit的有符号整型或无符号整型分别占用1、2、4、8字节空间，单精度、双精度浮点数分别占用4、8字节空间。

（2）复数的实部和虚部分别占用存贮空间，当修改实部或虚部时，会同时复制实部和虚部。

（3）当数组的元素绝大部分为0时，用稀疏矩阵存贮以节省空间。

 

5、内存占用计算

（1） 元胞数组占用的空间计算方法为：(header_size x number_of_cells) + data，对于64位系统，header_size为112。查看header_size的方法： A = {[]}, whos A。A = {1 2 3}, A = {[1 2 3]}, A = {{1 2 3}}占用的字节数分别为：112×3+8×3，112×1+8×3，112×4+8×3。

（2）64bit系统中结构体占用空间的计算方法：fields x ((112 x array elements) + 64) + data （32bit系统中将112改为60）。