Question

使用Fortran 可选属性时遇到以下情况对于假设的形状阵列并试图找出最佳（在性能方面）解决方案。如果有人能给我一个好的提示，我会很高兴的。请注意，我对可以获得的每个性能增益感兴趣，因为我的数组很大，循环次数和它们的周期更大。

我的情况是使用可选参数进行计算，或者如果它不存在则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，上面的解决方案没问题。然而，我真正的代码要复杂得多。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。可以想象它如下：

  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“”）。关键在于这两种情况都是相同的操作 if语句，这样我需要编写两次代码。另一种解决方案是检查av2是否存在于使用位置代码会产生一些开销，因为这种检查非常（非常）经常完成。

我想知道是否有更聪明的解决方案来解决这个问题。首先，人们可能会想到使用临时变量

  complex,                :: phi_tmp(:)

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

  tmat = "function"(av,phi_tmp)

通常在使用可选参数时完成。但这会复制数据，这在我的情况下是一个非常庞大的数组。因此，我正在考虑使用指针

  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和av的{{1}}属性。在这里，我不确定这是否会导致自编译器以来性能下降不能再假设av2和av在其优化过程中没有别名，即使这两个都具有av2属性这样就不会出现混叠问题。此外，如果在调用例程时输入中的参数有效，这意味着什么没有INTENT(IN)属性？（这个编译并且有效！）

有没有人对这些问题有一些经验？有“标准”解决方案吗？（我找不到一个）什么是最好的解决方案？

Answer 1

一种方法是对当前和不存在的情况使用不同的子例程。

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

其中既没有可选参数。

这可以添加到使compute成为这两者的通用。

当然，这并不适用于所有情况，但是intent(in) av和av2中的compute2属性我们不必担心混叠。

Answer 2

我建议使用指针的最后一个解决方案，如果实际参数没有target属性就没有问题，指针在例程的退出处将变为未定义，但只要你不将它传递给调用程序无关紧要。

您可以使用其他子例程（例如，内部例程）来执行实际计算，该例程不会知道其参数是别名的，并且基本上，如果它们都具有intent(in)属性，那没关系。所以不会失去任何表现。

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

如何为假定的形状数组

2 个答案: