Question

我正在从头开始编写一些模拟代码（几乎），并希望使用fortran的OOP功能来使其更易于维护。我在fortran研讨会上了解到，在代码的性能关键部分中使用OOP功能时应该小心谨慎。

我天真的第一种方法（忽略警告）将是以下片段。背景是计算需要相互作用潜力的系统能量。对于这种潜力，我使用抽象类型（潜在的）。然后，所有用户都可以添加自己的潜力作为扩展，并定义用于分配潜力的关键字。主程序中的能量计算不会改变。

module system_mod
implicit none

  type, abstract :: potential
  contains
    procedure(init), deferred :: init
    procedure(eval), deferred :: eval
  end type

  type, extends(potential) :: my_potential
    ! some parameters
  contains
    procedure :: init => init_my_potential 
    procedure :: eval => eval_my_potential
  end type 

  ! omitted: other extensions of 'potential'
  ! and abstract interface of potential

  type :: system
    ! some components
    class(potential), allocatable :: pair_potential
  contains
    procedure :: init ! subroutine, which is used to allocate pair_potential depending on a passed keyword
  end type

contains 

  ! implementation of all routines

end module system_mod

program main
use system_mod, only: potential, my_potential, system
implicit none

  character(len=3) :: keyword !             
  integer      :: i
  real         :: coordinates(n,3)       ! n is a huge number
  real         :: energy, system_energy
  type(system) :: test_system

  call test_system%init ( keyword ) 
  ! keyword tells which of the extensions of 'potential' is allocated

  do i = 1, n
    energy = test_system%pair_potential%eval ( ... )
    system_energy = system_energy + energy
  end do

end program

我认为我关于性能的主要问题是我没有得到编译器在编译时实际执行的操作以及在运行时执行的操作。

所以我的问题是：

编译器如何或何时检查，使用哪个'eval'实例？
当在编译时知道关键字时，是否在循环的每次迭代中都进行了类型检查？
例如，在主程序中使用过程指针，并在开头将其与相应的'eval'过程相关联会不会更好？

非常感谢你！

Answer 1

它有virtual table个过程，可以为所有扩展类型的绑定调用，并在此表中从运行时决定。
设置关键字可能没有帮助，这取决于编译器的聪明程度。如果类型在编译时已知，我将使用type而不是class。这很可能会跳过vtable查找。
过程指针也会影响指令的流程，尽管您可以保存vtable查找的某些部分。这实际上取决于内部结构，值得一试和一些性能测量。

键入派生类型的多态组件的绑定过程

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