Julia：稀疏矩阵视图

Question

[Julia对view对稀疏矩阵的行为感到很困惑：

using LinearAlgebra, SparseArrays, BenchmarkTools
v = SparseVector(1000, [212,554,873], [.3, .4, .3]);
A = sparse(diagm(rand(1000)));  # same effect observed for non-diag matrix
B = view(A, :, :);

julia> @btime A*v;
  1.536 μs (4 allocations: 23.84 KiB)

julia> @btime B*v;
  11.557 ms (5 allocations: 288 bytes)

B*v似乎具有较小的内存占用，但比A*v慢8000倍。怎么回事，是什么导致这些性能差异？

Answer 1

不慢8倍，但慢[[8000x。原因是因为Julia使用多个分派来使用专门的算法，这些算法可以利用矩阵和向量的稀疏存储来[[完全避免在它知道为零的数组部分上工作。您可以使用@which查看正在调用哪种算法：

julia> @which A*v
*(A::SparseArrays.AbstractSparseMatrixCSC, x::AbstractSparseArray{Tv,Ti,1} where Ti where Tv) in SparseArrays at /Users/mbauman/Julia/master/usr/share/julia/stdlib/v1.4/SparseArrays/src/sparsevector.jl:1722

julia> @which B*v
*(A::AbstractArray{T,2}, x::AbstractArray{S,1}) where {T, S} in LinearAlgebra at /Users/mbauman/Julia/master/usr/share/julia/stdlib/v1.4/LinearAlgebra/src/matmul.jl:50

前者使用高度专业化的稀疏实现，而后者使用也可以支持视图的更通用的接口。现在，理想情况下，我们将检测到像view(A, :, :)这样的小问题，并将它们专门化为同样有效的情况，但是请注意，通常情况下，视图可能无法保留矩阵的稀疏性和结构：

julia> view(A, ones(Int, 1000), ones(Int, 1000))
1000×1000 view(::SparseMatrixCSC{Float64,Int64}, [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1  …  1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1  …  1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]) with eltype Float64:
 0.306159  0.306159  0.306159  0.306159  …  0.306159  0.306159  0.306159
 0.306159  0.306159  0.306159  0.306159     0.306159  0.306159  0.306159
 0.306159  0.306159  0.306159  0.306159     0.306159  0.306159  0.306159
 ⋮                                       ⋱
 0.306159  0.306159  0.306159  0.306159     0.306159  0.306159  0.306159
 0.306159  0.306159  0.306159  0.306159     0.306159  0.306159  0.306159
 0.306159  0.306159  0.306159  0.306159  …  0.306159  0.306159  0.306159