CRS 格式
首先是对压缩格式的一分钟介绍。给定矩阵
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| A | 0 | B | 0 |
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| 0 | C | 0 | 0 |
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| 0 | 0 | D | E |
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您可以以压缩行存储 (CRS) 格式(即
ublas::compressed_matrix 的默认格式),如果存储每行非零的数量、列索引和每个非零条目的值:
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number of non-zeros | 2 | 1 | 2 |
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column index | 0 | 2 | 1 | 2 | 3 |
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value | A | B | C | D | E |
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注意:有不同的变体,例如除了非零的数量(NNZ),您还可以为每一行存储column index 和value 向量中其第一个元素的索引。或者,您可以将指向这些值的指针存储在新行开始的位置等等。但是,它们都需要或多或少相同数量的内存。
内存要求
CRS格式需要的内存大概是
memoryRequired = numberOfRows * sizeof(index_type)
+ NNZ * sizeof(index_type)
+ NNZ * sizeof(value_type)
加上一些开销来存储数组的长度、指向数据的指针等等。但是,与数据本身所需的内存相比,并且考虑到压缩矩阵往往非常大(否则无论如何您都可以使用密集矩阵),这种开销通常可以忽略不计。
举个例子
您正在尝试分配具有m 行、m 列和3*m 非零条目的CRS 矩阵,其中m 是10^8。这将需要以下内存量,假设您使用 uint32 作为索引类型和 double 作为条目类型:
NNZ vector m * 4 = 381.5 MB
column index vector 3*m * 4 = 1144.4 MB
value vector 3*m * 8 = 2288.8 MB
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total 3814.7 MB
所以您的矩阵已经需要大约 4 GB 的内存。如果您还想存储一些向量,那么您很快就会在传统台式机上内存不足。