为什么MATLAB的置换不需要额外的内存？

Question

置换操作需要将不同的矩阵输出到输出，它是not like reshape，其中数据未被修改，permute会修改数据。

但是，如果测试多维排列的内存使用情况，则它与使用的变量相同。所以，我的问题是，如何 MATLAB执行这种排列以避免使用任何额外的内存？

额外的问题：MATLAB是否有实际使用额外内存的情况？

测试代码：

function out=mtest() 
   out = ones(1e3,1e3,1e3); % Caution, 8Gb
   out=permute(out,[3 1 2]);
end 

请使用以下方式调用：

profile -memory on
a=mtest;
profreport

注意，其8Gb数据。

Answer 1

你的论点存在缺陷，因为MATLAB内存分析器并没有说实话！

permute方法实际上会创建矩阵的第二个副本，并且数据置换并返回...

我自己试过这个：

• 在Windows 10中，我打开了＆＃34;任务管理器＆＃34;关于＆＃34;表现＆＃34;带有＆＃34;记忆的标签＆＃34;视图中的图形。我还设置了＃34;更新速度＆＃34;到＆＃34;高＆＃34;获得更好的时间分辨率。

• 我的笔记本电脑上只有8个内存，所以为了避免颠簸，我修改了你的功能：

  function out = mtest()
      out = rand([1e3,5e2,5e2]);  % about 1.8 GB = 1e3*5e2*5e2*8/2^30
      out = permute(out, [3 2 1]);
  end
  

• 然后我按照以下方式运行该功能：

  %clear a
  a = mtest();
  

  并观察内存使用情况;它从使用中的1.8演出开始，升至5.2然后迅速降至3.6演出。这确认创建了副本。

我还在perfmon.exe下重复了测试，显示了相同的模式：

你可以看到这个函数在峰值时的内存使用量是返回时的两倍。

虽然这不是描述内存使用情况的最佳方式（更好地使用适当的内存分析器，例如Intel Inspector XE），但它确实在某种程度上显示permute确实无效-place

Answer 2

这只是一个猜测，因为我真的不知道permute在幕后做了什么。

1. 维度的置换总是可以作为一系列基本置换操作来完成，其中＆＃34;初级＆＃34;意味着只交换两个维度。例如，permute(x, [4 1 2 3])等同于这个基本置换操作序列（序列不是唯一的）：

   permute(..., [4 2 3 1]) %// interchange dims 1 and 4: we have dims [4 2 3 1]
   permute(..., [1 4 3 2]) %// interchange dims 2 and 4: we have dims [4 1 3 2]
   permute(..., [1 2 4 3]) %// interchange dims 3 and 4: we have dims [4 1 2 3]
   

2. 这些基本操作中的每一个（交换两个维度）本质上是沿着多维数组的给定平面的转置，沿着所有其他维度重复执行。

3. 转置can be done inline，只需要固定数量的额外内存，与数组大小无关，或者数组大小增长非常慢。

将这三个事实放在一起表明，可能可以在没有大量额外内存的情况下执行此操作。但这可能不是Matlab实际使用的方法。