程序函数与子程序的速度

Question

Fortran 中 OOP 特性的标准是它们有利于可读性和重用性，但不利于执行时间。我在测试时得到的结果好坏参半。

我编写了一个简单的虚拟程序来测试这一点，方法是在派生类型中添加两​​个大数组。

type oop
  real(8),allocatable,dimension(:,:,:) :: array
contains
  procedure :: plusOOP,eqPlus
  generic   :: operator(+) => plusOOP
end type
type(oop) function plusOOP(a,b) result(c)
  class(oop),intent(in) :: a,b
  c%array = a%array+b%array
end function plusOOP
subroutine eqPlus(c,a,b)
  class(oop),intent(in)    :: a,b
  class(oop),intent(inout) :: c
  c%array = a%array+b%array
end subroutine eqPlus

我发现call c%eqPlus(a,b) 与添加标准数组一样快。然而，这似乎比写c%array = a%array+b%array 更清楚。不幸的是，c=a+b 对于值超过 1M 的数组来说要慢两倍左右。 （对于值小于 500K 的数组，c=a+b 的速度一样快，但这可能取决于特定的计算机。）

OOP 风格的真正问题是倾向于将所有内容编写为函数而不是子例程吗？有没有办法让c=a+b 没有大型数组的这种开销？

Answer 1

如果你考虑一下，使用函数会慢很多，因为

1. 必须为返回值分配内存
2. 函数返回时，必须将数据复制到接收变量中
3. 必须丢弃临时内存。

调用子程序时，只需将结果直接写入输出变量即可。

OOP 风格并不是要在函数中编写所有内容：这只是为了方便，以便阅读代码的人可以更轻松地理解它。 OOP 更多的是关于对象拥有数据并负责管理自己的数据。