Sự khác nhau giữa ô và ma trận trong Matlab là gì?

Question

Sự khác nhau giữa ô (ví dụ: { }) và ma trận (ví dụ: [ ]) trong Matlab là gì?

Answer 1

Có một số sự khác biệt giữa một mảng tế bào và một ma trận trong MATLAB:

• Một mảng tế bào có thể chứa bất kỳ loại độc đoán của phần tử trong mỗi tế bào; trong khi ma trận yêu cầu các loại phần tử của nó phải đồng nhất tức là cùng loại.

• Theo như bố cục bộ nhớ, tất cả các phần tử của ma trận được đặt liền kề nhau trong bộ nhớ, trong khi mảng ô có chứa con trỏ tới từng phần tử của mảng. Điều này có thể quan trọng khi xem xét những thứ như vùng nhớ cache cho mã hiệu suất cao. Mặt bên của điểm 2 là khi bạn thay đổi kích thước ma trận, mọi phần tử trong ma trận phải được sao chép sang vùng bộ nhớ mới được phân bổ, nhưng trong trường hợp một mảng ô chỉ có một danh sách các con trỏ cần được sao chép . Tùy thuộc vào kích thước và loại phần tử bạn đang lưu trữ, điều này có nghĩa là các mảng ô được thay đổi kích thước nhanh hơn nhiều.

---

Để minh họa sự khác biệt trong cách bố trí bộ nhớ, chúng ta hãy xem xét một ví dụ đơn giản:

A = [10 20 30 40]; 

Đây MATLAB tạo ra một biến ma trận mới có tên A, phân bổ đủ bộ nhớ để giữ 4 đôi (32 byte, giả sử 8 byte tăng gấp đôi) và gán bộ nhớ này cho con trỏ trỏ tới phần thực của A. (Nếu bạn tạo ma trận số phức, bộ nhớ cũng được phân bổ cho phần tưởng tượng, và một con trỏ riêng trỏ đến vùng bộ nhớ này).

Bây giờ hãy tạo một mảng tế bào chứa các yếu tố:

B = cell(1, 4); 
B{1,1} = 10; 
B{1,2} = 20; 
B{1,3} = 30; 
B{1,4} = 40; 

Khi MATLAB thực hiện báo cáo kết quả đầu tiên, nó tạo ra một mảng tế bào có chứa 4 con trỏ, mỗi trong số đó có thể trỏ đến một kiểu bất kỳ. Vì vậy, B đã sử dụng 16 byte (giả sử con trỏ 32 bit). Dòng tiếp theo tạo ma trận 1x1 chứa giá trị 10 và gán nó cho phần tử mảng ô đầu tiên. Quá trình ở đây tương tự như quy trình tôi đã mô tả ở trên để tạo ma trận 1x4, ngoại trừ bộ nhớ được cấp chỉ đủ lớn để giữ một đôi (8 byte). Điều này được lặp lại cho mỗi câu lệnh còn lại. Vì vậy, ở mức tối thiểu, ví dụ thứ hai sử dụng 16 + 8 x 4 = 48 byte. Lưu ý rằng mỗi biến trong MATLAB cũng bao gồm chi phí bộ nhớ cho một cấu trúc được gọi là mxArray lưu trữ thông tin như thứ nguyên, loại dữ liệu và nhiều thông tin khác về biến đó. Tôi đã bỏ qua chi phí này vì mục đích đơn giản.