파생 형식의 다형성 구성 요소 유형 바인딩 절차

Question

처음부터 일부 시뮬레이션 코드를 작성 중이며 fortran에서 OOP 기능을 사용하여 유지 관리하기 쉽도록하려고합니다. Fortran 워크샵에서 코드의 성능이 중요한 부분에서 OOP 기능을 사용할 때는주의해야한다는 것을 배웠습니다.

내 간단한 첫 번째 방법 (경고 무시)은 다음과 같습니다. 배경은 상호 작용 가능성을 필요로하는 시스템 에너지의 계산입니다. 이 잠재력을 위해 추상적 인 유형 (잠재력)을 사용합니다. 모든 사용자는 자신의 잠재력을 확장 기능으로 추가하고 잠재력을 할당하는 데 사용되는 키워드를 정의 할 수 있습니다. 주 프로그램의 에너지 계산은 변경되지 않습니다.

module system_mod 
implicit none 

    type, abstract :: potential 
    contains 
    procedure(init), deferred :: init 
    procedure(eval), deferred :: eval 
    end type 

    type, extends(potential) :: my_potential 
    ! some parameters 
    contains 
    procedure :: init => init_my_potential 
    procedure :: eval => eval_my_potential 
    end type 

    ! omitted: other extensions of 'potential' 
    ! and abstract interface of potential 

    type :: system 
    ! some components 
    class(potential), allocatable :: pair_potential 
    contains 
    procedure :: init ! subroutine, which is used to allocate pair_potential depending on a passed keyword 
    end type 

contains 

    ! implementation of all routines 

end module system_mod 

program main 
use system_mod, only: potential, my_potential, system 
implicit none 

    character(len=3) :: keyword !    
    integer  :: i 
    real   :: coordinates(n,3)  ! n is a huge number 
    real   :: energy, system_energy 
    type(system) :: test_system 

    call test_system%init (keyword) 
    ! keyword tells which of the extensions of 'potential' is allocated 

    do i = 1, n 
    energy = test_system%pair_potential%eval (...) 
    system_energy = system_energy + energy 
    end do 

end program 

나는 성능에 관한 내 주요 문제는 내가 컴파일러가 실제로 컴파일시에 수행하고있는 것을 런타임에 수행되는 것을 얻을 수 없다는 것입니다 생각합니다.

그래서 제 질문은 다음과 같습니다

1. 방법 또는 때 컴파일러 체크, '평가'의 인스턴스를 사용할 수 있습니까?
2. 키워드가 컴파일 타임에 알려지면 루프 반복마다 유형 검사가 있습니까?
3. 예를 들어 주 프로그램에서 프로 시저 포인터를 사용하고 처음에이를 'eval'절차에 연결하는 것이 더 좋습니까?

미리 감사드립니다.

Answer 1

1. 그것은 가능 절차의 virtual table가 모든 확장 유형에 대한 바인딩을 요구하고이 테이블에서 실행 시간에 결정되어야한다.

2. 키워드를 설정하는 것이 도움이되지 않을 수 있습니다. 이는 컴파일러가 얼마나 영리한가에 달려 있습니다. 형식을 컴파일시 알고있는 경우 class 대신 type을 사용합니다. 이것은 vtable 검색을 건너 뛸 가능성이 큽니다.

3. vtable 조회의 일부를 저장할 수도 있지만 프로 시저 포인터도 지침의 흐름에 영향을 미칩니다. 이것은 실제로 내부에 달려 있으며 시도하고 성능 측정을해볼 가치가 있습니다.