过度使用函数调用会影响性能吗？特别是在Fortran

Question

我习惯性地编写具有大量功能的代码，我觉得它更清晰。但是现在我在Fortran中编写了一些需要非常高效的代码，我想知道过度使用函数是否会降低它的速度，或者编译器是否会解决正在发生的事情并进行优化？

我知道在Java / Python等中，每个函数都是一个对象，因此创建大量函数需要在内存中创建它们。我也知道在Haskell中，函数相互减少，所以它没什么区别。

有没有人知道Fortran的情况？使用intent / pure函数/声明更少的局部变量/其他任何东西是否有区别？

Answer 1

函数调用会为基于堆栈的语言（如Fortran）带来性能成本。他们必须添加到堆栈等。

因此，如果可能的话，大多数编译器都会尝试积极地内联函数调用。大多数情况下，编译器会在是否在程序中内联某些函数时做出正确的选择。

这种自动内联过程意味着编写函数没有额外的成本（根本）。

这意味着您应该尽可能干净地编写代码，并且编译器可能会为您执行这些优化。更重要的是，解决问题的整体策略是最有效的，而不是担心函数调用的性能。

Answer 2

只需以最简单，结构最好的方式编写代码，然后在编写和测试时，您可以对其进行分析，以查看是否存在需要优化的热点。只有在那时你才应该关注微优化，如果你的编译器正在完成它的工作，这甚至可能都是不必要的。

Answer 3

我整个上午都在调整一个由混合C和Fortran组成的应用程序，当然它使用了很多功能。我发现的（以及我通常发现的）并不是函数很慢，但某些函数调用（其中很少有）根本不需要完成 < / em>的。例如，清除内存块，只是为了整洁，但要以高频率进行。

这不是语言的功能，也不是内联的功能。函数调用可能 free ，你仍然会遇到调用树往往比必要的更浓密的问题。你需要找出修剪它的地方。 This is the "profiling" method I rely on.

无论你做什么，找出需要修复的内容。别猜。许多人并不认为这类问题是猜测，但当他们发现自己会问“这会起作用吗会有帮助吗？”时，他们会在黑暗中捅，而不是找出问题所在。一旦他们知道问题所在，修复就很明显了。

Answer 4

通常，Fortran中的子例程/函数调用开销很小。虽然语言标准没有指定参数传递机制，但典型的实现是“通过引用”，因此不涉及复制，只设置新的过程。在大多数现代架构中，这几乎没有开销。选择好的算法通常比微优化更重要。

关于调用快速的例外可能是编译器必须创建临时数组的情况，例如，如果实际参数是非连续的数组子部分，并且被调用的过程参数是一个简单的连续数组。假设伪参数是dimension（:)。使用维数（:)数组调用它很简单。如果您在调用中请求非单位步幅，例如，数组（1：12：3），则该数组是非连续的，并且编译器可能需要创建临时副本。假设实际参数是dimension（：，:)。如果调用具有数组（：，j），则子数组是连续的，因为在Fortran中，第一个索引在内存中变化最快，不需要副本。但是数组（i，:)是非连续的，可能需要临时副本。

有些编译器可以选择在需要临时阵列副本时发出警告，以便您可以根据需要更改代码。