fortran - 如何为假定的形状数组使用 optional 属性

Question

我在使用 Fortran 时遇到以下情况 optional 属性
对于假定的形状数组并试图找出最佳(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。
请注意，我对我可以获得的每一个性能提升都很感兴趣，因为我的数组很大，循环的数量和周期甚至更大。

我的情况是，计算是使用 optional 参数完成的，或者如果它不存在，它会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，上面的解决方案就可以了。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。
人们可以想象它是这样的:

  if(present(av2)) then
      tmat = "function"(av,av2)
  else
      tmat = "function"(av,av)
  end if

其中“函数”代表许多操作和循环(因此是“”)。关键是对于这两种情况，这些操作是相同的
if 语句使我需要编写两次代码。另一种解决方案是检查是否 av2出现在使用位置
代码会产生一些开销，因为此检查将非常(非常)频繁地进行。

我想知道是否有更聪明的解决方案来解决这样的问题。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)

这通常在使用 optional 参数时完成。但这会复制数据，在我的情况下这是一个非常大的数组。
因此，我在考虑使用指针

  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 av 的属性和 av2 .在这里我不确定这是否会导致性能下降，因为编译器
不能再假设 av和 av2在它的优化过程中没有别名，即使这里都有 INTENT(IN)属性
这样就不会出现混叠问题。此外，如果调用例程时输入中的参数是什么意思？
没有TARGET属性？ (这编译和工作!)

有没有人对这些问题有一些经验？
有“标准”的解决方案吗？ (我没找到)
最终的最佳解决方案是什么？

Answer 1

一种方法是针对当前和不存在的情况使用不同的子程序。

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

其中两者都没有 optional 参数。

这可以添加到制作 compute这两者的泛型。

当然，这不会在所有情况下都有效，但这里使用 intent(in) av 上的属性和 av2在 compute2我们不必担心混叠。