Fortran 数组到 C 数组。需要愚蠢的宏观技巧答案

【问题标题】：Fortran Array to C array. Stupid macro tricks wantedFortran 数组到 C 数组。需要愚蠢的宏观技巧
【发布时间】：2010-09-18 15:55:06
【问题描述】：

我有这个“简化”的 fortran 代码

real B(100, 200) 
real A(100,200)

... initialize B array code.

do I = 1, 100
  do J = 1, 200
    A(J,I) = B(J,I)
  end do
end do

一位编程大师警告我，fortran 按列顺序高效访问数据，而 c 按行顺序有效访问数据。他建议我仔细看一下代码，并准备好切换循环以保持旧程序的速度。

作为一个懒惰的程序员，我认识到所涉及的时间以及我可能犯的错误，我开始想知道是否有一种#define 技术可以让我安全、轻松地转换此代码。

你有什么建议吗？

【问题讨论】：

另一个你可能犯的错误示例：让 J=200（其范围为 1 到 200）和 I=100（范围为 1 到 100），这将是最后一个嵌套循环，它将执行 A(200,100) = B(200,100)--哎呀！您已将两个数组声明为 (100, 200)。你的编译器可能会抱怨......

标签： c arrays c-preprocessor

【解决方案1】：

您确定您的 FORTRAN 人员做对了吗？

您最初发布的代码 sn-p 已经以行优先顺序访问数组（这对于 FORTRAN 来说是“低效的”，对于 C 来说是“高效的”）。

正如代码的 sn-p 所示以及您的问题中提到的那样，得到这个“正确”可能容易出错。担心首先将 FORTRAN 代码移植到 C 中，而不用担心这样的细节。当端口工作时 - 然后您可以担心将列顺序访问更改为行顺序访问（如果在端口工作之后它甚至真的很重要）。

【讨论】：

【解决方案2】：

我大学毕业后的第一份编程工作是修复一个从 FORTRAN 移植的长期运行的 C 应用程序。阵列比您的阵列大得多，每次运行大约需要 27 小时。修好后，它们在大约 2.5 小时内运行……非常棒！

（好吧，确实没有分配，但我很好奇，发现他们的代码有一个大问题。尽管有这个修复，一些老前辈还是不太喜欢我。）

这里似乎发现了同样的问题。

real B(100, 200) 
real A(100,200)

... initialize B array code.

do I = 1, 100
  do J = 1, 200
    A(I,J) = B(I,J)
  end do
end do

您的循环（要成为好的 FORTRAN）将是：

real B(100, 200) 
real A(100,200)

... initialize B array code.

do J = 1, 200
  do I = 1, 100
    A(I,J) = B(I,J)
  end do
end do

否则，您将在行优先的数组中前进，这可能会非常低效。

至少我相信 FORTRAN 会是这样 - 已经很久了。

看到你更新了代码...

现在，您需要交换循环控制变量，以便在行上迭代，然后在转换为 C 时在列中迭代。

【讨论】：

这是一个人为的例子，目的是让事情变得不那么复杂。我希望不必通过一些宏技巧来更改数千行代码中的循环。

【解决方案3】：

在 C 中，多维数组的工作方式如下：

#define array_length(a) (sizeof(a)/sizeof((a)[0]))
float a[100][200];
a[x][y] == ((float *)a)[array_length(a[0])*x + y];

换句话说，它们是真正的平面数组，[][] 只是语法糖。

假设你这样做：

#define at(a, i, j) ((typeof(**(a)) *)a)[(i) + array_length((a)[0])*(j)]
float a[100][200];
float b[100][200];
for (i = 0; i < 100; i++)
    for (j = 0; j < 200; j++)
        at(a, j, i) = at(b, j, i);

您正在按顺序浏览内存，并假装 a 和 b 实际上是按列优先顺序排列的。 a[x][y] != at(a, x, y) != a[y][x] 有点可怕，但只要你记得它是这样被骗的，你就没事了。

编辑

伙计，我觉得自己很愚蠢。这个定义的目的是使at(a, x, y) == at[y][x]，它确实如此。所以更简单更容易理解

#define at(a, i, j) (a)[j][i]

会比我上面的建议更好。

【讨论】：