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如何为假定形状数组使用可选属性

option-type fortran

KosmoJoe · 技术社区 · 9 年前

我在使用Fortran时遇到了以下情况 可选属性 并试图找出最佳(性能方面)解决方案。如果有人能给我一个好的提示,我会很高兴。请注意,我对我能获得的每一个性能提升都很感兴趣,因为我的阵列很大,循环的数量和循环甚至更大。

我的情况是,计算要么使用可选参数完成,要么在不存在的情况下,在其位置使用另一个数组。

  subroutine compute(tmat,av,av2)
  implicit none
  complex,intent(out)           :: tmat(:)   
  complex,intent(in)             :: av(:)      
  complex,intent(in),optional    :: av2(:)     

  if(present(av2)) then
      tmat = av *av2
  else
      tmat = av *av
  end if

  end subroutine compute_transition_matrices_bosonic

在这个简单的例子中,上面的解决方案很好。然而,我的真实代码要复杂得多。这意味着例程的内部块可能非常大(数百行),最重要的是包含许多嵌套循环。可以想象如下:

  if(present(av2)) then
      tmat = "function"(av,av2)
  else
      tmat = "function"(av,av)
  end if

其中“function”代表许多操作和循环(因此是“”)。重点是,这两种情况下的操作相同 if语句,因此我需要编写两次代码。另一个解决方案是检查 av2 出现在这会产生一些开销,因为这种检查会非常频繁地进行。

我想知道是否有更聪明的办法来解决这个问题。首先,可以考虑使用临时变量

  complex,                :: phi_tmp(:)

  if(present(av2)) then
      phi_tmp = av2
  else
      phi_tmp = av
  end if

  tmat = "function"(av,phi_tmp)

这通常在使用可选参数时进行。但这将复制数据,在我的情况下,这是一个非常庞大的数组。因此,我想使用指针

  complex,intent(in),target             :: av(:)      
  complex,intent(in),optional,target    :: av2(:)   
  complex,pointer                :: phi_tmp(:)

  if(present(av2)) then
      phi_tmp => av2
  else
      phi_tmp => av
  end if

  tmat = "function"(av,phi_tmp)

但这需要 TARGET 的属性 av 和 平均值2 。这里我不确定这是否会导致性能下降,因为编译器不能再假设 平均值 和 平均值2 在其优化过程中没有别名,即使这里两者都有 INTENT(IN) 属性从而不会出现混叠问题。此外,如果调用例程时输入中的参数没有 目标 属性(这将编译并运行!)

有人对这些问题有经验吗? 是否有“标准”解决方案?(我找不到) 最终的最佳解决方案是什么?

2 回复 | 直到 9 年前

francescalus 9 年前

一种方法是对当前和非当前情况使用不同的子程序。

subroutine compute1(tmat,av)
  implicit none
  complex,intent(out)           :: tmat(:)   
  complex,intent(in)            :: av(:)      

  call compute2(tmat, av, av)  ! Ensure there is an explicit interface for compute2 here
end subroutine

subroutine compute2(tmat,av,av2)
  implicit none
  complex,intent(out)           :: tmat(:)   
  complex,intent(in)            :: av(:)      
  complex,intent(in)            :: av2(:)     

  tmat = "function"(av,av2)
end subroutine

其中两者都没有可选参数。

这可以通过制作添加到 compute 这两个都是通用的。

当然,这不会在所有情况下都有效,但在这里 intent(in) 上的属性 av 和 av2 在里面 compute2 我们不必担心别名。

Edmondo Giovannozzi 9 年前

我建议的是使用指针的最后一个解决方案,如果实际参数没有目标属性,那么在例程结束时指针将变为未定义,但只要不将其传递回调用过程,就没有问题。

您可以使用其他子例程(例如内部子例程)来执行实际的计算,该例程不会知道其参数是别名,而且基本上,如果它们都具有 intent(in) 属性,那就好了。因此不会损失任何性能。

subroutine compute(tmat, av, av2)
  implicit none
  complex, intent(out)                  :: tmat(:)
  complex,intent(in),target             :: av(:)      
  complex,intent(in),optional,target    :: av2(:)   
  complex,pointer                :: phi_tmp(:)

  if(present(av2)) then
     phi_tmp => av2
  else
     phi_tmp => av
  end if

  call compute_internal(tmat, av, phi_tmp)

contains
  subroutine compute_internal(tmat, av, av2)
    complex,intent(out)       :: tmat(:)
    complex,intent(in)        :: av(:)      
    complex,intent(in)        :: av2(:)

    .....

  end subroutine
end subroutine