Question

我有两种具体的类型，分别称为CreationOperator和AnnihilationOperator，我想定义一个新的具体类型，该类型代表一串运算符和一个将其相乘的实系数。

我很自然地定义了一个抽象类型FermionicOperator，CreationOperator和AnnihilationOperator都从中继承，即

abstract type FermionicOperator end

struct CreationOperator <: FermionicOperator
  ...
end

struct AnnihilationOperator <: FermionicOperator
  ...
end

因为我可以定义许多类型为function(op1::FermionicOperator, op2::FermionicOperator) = ...的签名的函数，例如算术运算（我正在构建代数系统，所以我必须定义诸如*，{{1} }等）。
然后我继续定义一个具体的类型+

OperatorString

但是，根据Julia手册，我认为struct OperatorString coef::Float64 ops::Vector{FermionicOperator} end对于性能不是理想的，因为编译器对OperatorString一无所知，因此涉及FermionicOperator的函数将效率低下（并且我将有许多函数可操作运算符的字符串）。

我找到了以下解决方案，但是我不确定其含义以及它是否真的有所帮助。
我没有将OperatorString定义为抽象类型，而是将其定义为FermionicOperator和Union的{{1}}，即

CreationOperator

这仍然允许使用AnnihilationOperator形式的函数，但是据我了解，同时struct CreationOperator ... end struct AnnihilationOperator ... end FermionicOperator = Union{CreationOperator,AnnihilationOperator}是一种具体类型，因此function(op1::FermionicOperator, op2::FermionicOperator) = ...的定义很明确，在这种情况下，编译器可以优化事情。

我尤其感到怀疑，因为我也考虑过使用内置的Union{CreationOperator,AnnihilationOperator}结构来定义我的运算符字符串（实际上会更通用），其字段OperatorString是一个向量抽象类型的元素：非常类似于我的第一次设计尝试。但是，在Expr上执行算术运算时，我感到自己做错了事，最好定义自己的类型。

Answer 1

如果您的ops字段是一个向量，在任何给定实例中都是CreationOperators或全部AnnihilationOperators，那么建议的解决方案是使用参数化结构。

abstract type FermionicOperator end

struct CreationOperator <: FermionicOperator
    ...
end

struct AnnihilationOperator <: FermionicOperator
    ...
end

struct OperatorString{T<:FermionicOperator}
  coef::Float64
  ops::Vector{T}

  function OperatorString(coef::Float64, ops::Vector{T}) where {T<:FermionicOperator}
      return new{T}(coef, ops)
  end
end

如果您的ops字段是一个矢量，在任何给定的情况下，它可能是CreationOperators和AnnihilationOperators的混合，那么您可以使用联合。因为联合很小（两种类型），所以您的代码将保持高性能。

struct CreationOperator
    value::Int
end

struct AnnihilationOperator
    value::Int
end

const Fermionic = Union{CreationOperator, AnnihilationOperator}

struct OperatorString
  coef::Float64
  ops::Vector{Fermionic}

  function OperatorString(coef::Float64, ops::Vector{Fermionic})
      return new(coef, ops)
  end
end

尽管未显示，但即使使用Union方法，您也可能希望使用抽象类型-只是为了将来函数分配中的简化和灵活性。这对开发鲁棒的多调度驱动逻辑很有帮助。

在Julia中使用抽象类型字段或具体类型的Union构造？

1 个答案: