Question

我需要制作一个任意深度的嵌套循环。递归循环似乎是正确的方法，但我不知道如何在循环中使用循环变量。例如，一旦我将深度指定为3，它应该像

一样工作

count = 1 
for i=1, Nmax-2
    for j=i+1, Nmax-1
        for k=j+1,Nmax
            function(i,j,k,0,0,0,0....) // a function having Nmax arguments
            count += 1
        end
    end
end

我想制作一个以循环深度为参数的子程序。

更新：

我实施了Zoltan提出的方案。为简单起见，我在python中编写了它。

count = 0;

def f(CurrentDepth, ArgSoFar, MaxDepth, Nmax): 
    global count;
    if CurrentDepth > MaxDepth:
        count += 1;
        print count, ArgSoFar;
    else:
        if CurrentDepth == 1:
            for i in range(1, Nmax + 2 - MaxDepth):
                NewArgs = ArgSoFar;
                NewArgs[1-1] = i;
                f(2, NewArgs, MaxDepth, Nmax);
        else:
            for i in range(ArgSoFar[CurrentDepth-1-1] + 1, Nmax + CurrentDepth - MaxDepth +1):
                NewArgs = ArgSoFar;
                NewArgs[CurrentDepth-1] = i;
                f(CurrentDepth + 1, NewArgs, MaxDepth, Nmax);

f(1,[0,0,0,0,0],3,5)

，结果是

1 [1, 2, 3, 0, 0]
2 [1, 2, 4, 0, 0]
3 [1, 2, 5, 0, 0]
4 [1, 3, 4, 0, 0]
5 [1, 3, 5, 0, 0]
6 [1, 4, 5, 0, 0]
7 [2, 3, 4, 0, 0]
8 [2, 3, 5, 0, 0]
9 [2, 4, 5, 0, 0]
10 [3, 4, 5, 0, 0]

可能有更好的方法可以做到这一点，但到目前为止这个工作正常。在fortran中这似乎很容易。非常感谢你的帮助!!!

Answer 1

这是你可以做你想做的一种方式。这是伪代码，我还没有编写足够的代码来编译和测试它，但你应该得到图片。

定义一个函数，我们称之为fun1，其中尤其是一个整数数组参数，也许就像这样

<type> function fun1(indices, other_arguments)
    integer, dimension(:), intent(in) :: indices
    ...

你可以这样称呼

fun1([4,5,6],...)

并且对此的解释是该函数使用如下深度的循环嵌套3级：

do ix = 1,4
    do jx = 1,5
        do kx = 1,6
        ...

当然，你不能编写一个循环嵌套，其深度是在运行时确定的（不管是在Fortran中），所以你可以将它变成一个单独的循环

do ix = 1, product(indices)

如果您需要循环内各个索引的值，则需要取消线性索引。请注意，您所做的只是编写代码以将数组索引从N-D转换为1-D而反之亦然;当您可以在编译时指定数组的等级时，这就是编译器为您所做的。如果内部循环不在整个索引范围内运行，则必须执行更复杂的操作，需要仔细编码但不难。

根据您实际尝试做的事情，这可能是也可能不是一种好的甚至是令人满意的方法。如果你正在尝试编写一个函数来计算一个数组中每个元素的值，当你编写函数时，它的等级是未知的，那么前面的建议是错误的，在这种情况下你会想写一个{{1}功能。如果您想了解更多信息，请更新您的问题。

Answer 2

你可以定义你的函数有一个List参数，该参数最初是空的

void f(int num,List argumentsSoFar){

  // call f() for num+1..Nmax
  for(i = num+1 ; i < Nmax ; i++){
    List newArgs=argumentsSoFar.clone();
    newArgs.add(i);
    f(i,newArgs);
  }
  if (num+1==Nmax){
     // do the work with your argument list...i think you wanted to arrive here ;)
  }

}

警告：堆栈应该能够处理Nmax深度函数调用

Answer 3

实现您所期望的另一种方式是基于高性能标志的答案，但可以更加通用：

subroutine nestedLoop(indicesIn)

  ! Input indices, of arbitrary rank
  integer,dimension(:),intent(in) :: indicesIn

  ! Internal indices, here set to length 5 for brevity, but set as many as you'd like
  integer,dimension(5) :: indices = 0

  integer :: i1,i2,i3,i4,i5

  indices(1:size(indicesIn)) = indicesIn

  do i1 = 0,indices(1)
    do i2 = 0,indices(2)
      do i3 = 0,indices(3)
        do i4 = 0,indices(4)
          do i5 = 0,indices(5)

            ! Do calculations here:
            ! myFunc(i1,i2,i3,i4,i5)

          enddo
        enddo
      enddo
    enddo
  enddo

endsubroutine nestedLoop

您现在已经显式编码了嵌套循环，但除非另有要求，否则它们是1-trip循环。请注意，如果您打算构建依赖于嵌套循环深度的排名数组，那么如果您有支持它的编译器，则可以达到等级7或15（Fortran 2008）。您现在可以尝试：

call nestedLoop([1])
call nestedLoop([2,3])
call nestedLoop([1,2,3,2,1])

您可以根据自己的喜好和期望的适用性修改此例程，添加异常处理等。

Answer 4

从OOP方法来看，每个循环都可以用“循环”对象表示 - 这个对象可以在包含自己的另一个实例的同时被构造。然后，理论上你可以根据需要将它们嵌套。

Loop1将执行Loop2将执行Loop3 ..及以后。

如何制作内部使用循环变量的递归嵌套循环？

4 个答案: