Question

MATLAB矩阵过大，导致程序崩溃怎么办？

使用MATLAB处理一个三位高程图，会对一个5800*5800的矩阵进行处理，然后程序跑很久而且内存会占用99%，电脑卡得不得了。使用plot3()绘制图像的时候，也是卡得不得了。请问怎么解决？使用大数据平台或者python可以解决吗？

Answer 1

在matlab中， 当数据比较大时，运算起来就困难了，有时候还会out of memory（例如4000*4000的矩阵，要算矩阵乘法都比较吃力）。此文会记录我学到的一些解决办法：

1. 将数据的存储类型从double转换成single
在matlab中double数据类型占8个字节，single类型占4个字节。把数据类型从double类型转换成single类型可以节省一半的空间。
单精度浮点数single的取值范围可以通过[-realmax('single'), -realmin('single')] U [ realmin('single'), realmax('single')]查看，可以发现其范围一般是足够我们使用了。

2. 避免使用高维矩阵
当数据量很大时，使用高维矩阵无疑是雪上加霜，可以考虑使用多个低维矩阵。
例如有3个N*N的矩阵（K1，K2，K3），为了程序书写的方便，可以把这三个矩阵保存在一个N*N*3的矩阵K中，那么使用这三个矩阵时就只通过K来访问。但是，当N比较大时，三维矩阵K就更大了，很容易造成out of memory。 所以为了避免out of memory，还是使用多个二维矩阵比较好（与其分配一个更大的空间给K，不如分配多个小矩阵，虽然总量一样），可是这样取用这三个矩阵却不方便了。下面给出我的解决方案：

N = 5000;
K1 = rand(N,N);
K2 = rand(N,N);
K3 = rand(N,N);
a = ['K1'; 'K2'; 'K3']; % 将这三个矩阵的名字存成字符串矩阵
B1=eval()(a(1,:)); % 通过eval()函数来取用K1
B2=eval(a(2,:)); % 取用K2
B3=eval(a(3,:)); % 取用K3

这里用到的eval函数的功能强大，可以将字符串的内容当做matlab命令来执行（Execute string containing MATLAB expression）

3. 及时清理不用变量，特别是大数据矩阵。及时清理可以腾出空间。同时，在生成矩阵的时候最好一次性申请足够的空间，不要在程序运行的时候变化矩阵大小。

4. 如有可能，尽量采用矩阵元素之间的运算，而不是直接的矩阵乘法