fortran90：寻址内存位置

Question

我有一个 fortran90 代码要优化。 现在我想在外部循环中访问结构的内存位置，然后在嵌套循环中访问最深的结构。 像这样的：

fortran 循环示例 - 旧版

do i = 1, N
  ii = some integer
  jj = some other integer
  do j = 1, M
    c = a(ii, jj)%b(i)
  enddo
enddo

必须变成：

第二个fortran循环——我想写什么

do i = 1, N
  ii = some integer
  jj = some other integer
  pointertoa = &a(ii, jj) !I know it's not correct in fortran, that is the question!
  do j = 1, M
    c = pointertoa%b(i)
  enddo
enddo

我有这个（示例）C 代码按预期工作：

C 中的工作内存寻址

#include <stdio.h>

struct mem{
  int a;
    struct mm{
    int b;
    float v;
  } mmm;
};

void main(){

  struct mem *m, dum;

  dum.a = 12;
  dum.mmm.b = 5;
  dum.mmm.v = 3.2;

  m = &dum; //m is given dum memory address

  printf("dum.a = %d\n", dum.a);
  printf("dum.mmm.b = %d\n", dum.mmm.b);
  printf("dum.mmm.v = %f\n", dum.mmm.v);

  printf("m.a = %d\n", m->a);
  printf("m.mmm.b = %d\n", m->mmm.b);
  printf("m.mmm.v = %f\n", m->mmm.v);

}

几个问题：

1. 你会如何做我在 fortran90 中用 C 做的同样的事情？
2. 您认为第二个 fortran 循环会加快代码速度吗？

Answer 1

Fortran 将使您很难获得变量的内存地址或其他任何东西。您可能在 C 中学到的技巧和技术，包括指针和内存地址，在 Fortran 中不受支持。通常，在 Fortran 的核心应用程序域中也不需要它们。您的问题反而表明您正在尝试用 Fortran 编写 C。不要。

现在我已经明白了，您也许可以使用最近引入的 associate 构造来实现您想要的。像

  associate(pointertoa => a(ii, jj)) 
  do j = 1, M
    c = pointertoa%b(i)
  enddo
  end associate

这是否能实现您的效率目标我没有史酷比。但如果是这样，我会感到惊讶。优化对数组元素的访问是 Fortran 编译器 50 多年来一直在努力的事情，而且他们真的很擅长。

编辑，回应 OP 的第一条评论...

如果您的编译器支持associate，您当然可以使用它。但是，如果您使用在 90 标准发布后引入 Fortran 的任何功能，有人会越过您的肩膀并痛击您的头部，那么您是否接受打击取决于您。编译器不会关心，编译后的代码也不会关心。 associate 是标准的一部分，Fortran 在保持向后兼容性方面有着非常好的记录，因此未来的编译器出现故障的可能性非常小。

在编写您的 C 函数时，不要忘记利用循环展开、内存预取、多指令流水线、向量操作、公共子表达式消除等所有这些东西。如果你设法编写了一个 C 函数，它的性能优于 Fortran 编译器的产品，优化高达 11，请返回数据来证明这一点，我会吃掉我的帽子。

而且，当我再次写作时，我注意到循环

  do j = 1, M
    c = pointertoa%b(i)
  enddo

几乎完全是多余的，一个好的优化编译器只会创建代码来执行一次c = pointertoa%b(i)。